Разработка и исследование широкополосной трехдиапазонной рупорно-микрополосковой антенны - Диссертация

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СВЯЗИ, ИНФОРМАТИЗАЦИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН Диссертация на соискание академической степени магистра Разработка и исследование широкополосной трехдиапазонной рупорно-микрополосковой антенныВ Республике Узбекистан создана современная и мощная законодательная база в сфере информационно-коммуникационных технологий [1-4]. В республике предусмотрены проведение модернизации, технического и технологического перевооружения предприятий, широкое внедрение современных гибких технологий. В Постановлении Президента Республики Узбекистан «О мерах по дальнейшему внедрению и развитию современных информационных технологий» принята «Программа дальнейшего внедрения и развития информационно-коммуникационных технологий в Республике Узбекистан на 2013-2014 годы», в которой большое внимание уделяется развитию инфраструктуры информационно-коммуникационных технологий, в частности, разработке и реализации технических проектов, направленных на обеспечение предоставления населению услуг широкополосного доступа [5,6]. В процессы модернизации и технического перевооружения входят и разработка и внедрение новых устройств связи, которые позволяли бы расширить их функциональные и сервисные возможности, уменьшить массогабаритные показатели, увеличить надежность их работы и повысить экономический эффект. При проведении исследований в данной диссертации предполагается, что результаты исследований могут быть использованы практически для дальнейших разработок и внедрений в производство новых конструкций антенн.Рупорная антенна - антенна, состоящая из металлического расширяющегося раструба (рупора) и подсоединенного к нему радиоволновода. В инженерном решении приближенно полагают, что структура электромагнитного поля в плоскости открытого конца волновода такая же, как в поперечном сечении бесконечно длинного волновода, т. е. пренебрегают волнами высших типов, излучением токов, затекающих на наружные поверхности стенок волноводов, и не учитывают волны, отраженные от открытого конца волновода. Поскольку поперечные размеры прямоугольного волновода а и b невелики и соизмеримы с длиной волны ? и поверхностные токи затекают на внешние стенки волновода, то диаграмма направленности антенны в виде открытого конца волновода имеет один широкий лепесток. Антенна в виде открытого конца волновода оказывается плохо согласованной со свободным пространством изза резкого изменения условий распространения при переходе от волновода к свободному пространству. В месте перехода от волновода к рупору возникают высшие типы волн, но при достаточно плавном расширении волновода (при малом угле раствора рупора) интенсивность этих волн невелика.Используют также печатные излучатели резонаторного типа, представляющие собой диск, расположенный над металлическим экраном на диэлектрической подложке и возбуждаемый коаксиально линией или полосковой линией с противоположной стороны экрана. Коэффициент полезного действия (КПД) - отношение мощностей излученной антенной и подводимой к антенне. Коэффициент направленного действия (КНД) - численная величина, показывающая во сколько раз мощность, излучаемая в данном направлении отнесенная к единице телесного угла (интенсивность излучения в данном направлении) больше интенсивности излучения абсолютно ненаправленной антенны, при условии равенства полных мощностей, излучаемых обеими антеннами. Абсолютный (изотропный) КУ антенны показывает во сколько раз интенсивность излучения в данном направлении, больше интенсивности абсолютно ненаправленной (гипотетической) антенны с КПД равным 100%, при условии равенства подводимых к обеим антеннам мощностей. Класс микрополосковых антенн отличается большим разнообразием типов антенн, кроме того, имеется значительное число гибридных конструкций, объединяющих различные типы МПА.В данной главе рассмотрены конструкции и принципы работы рупорных и микрополосковых антенн, приведены их классификации, раскрыты их преимущества и недостатки.На протяжении двадцатого века конструкции антенн постоянно изменялись и улучшались, данная тенденция обуславливалась растущими требованиями предъявляемые обществом в связи с повсеместным использованием и внедрением средств радиосвязи, телевидения, радиолокации и т.д.В качестве примера можно привести конструкцию рупорной антенны, в которой используется волноводно-коаксиальный переход в виде короткой линии с внешним проводником, имеющим внутреннюю поверхность, представляющую собой несимметричную прямоугольную ступенчатую структуру, ступеньки которой закрыты в нижней части полосками из радиопоглощающего материала, и с эксцентрично расположенным сужающимся прямоугольным внутренним проводником. Линза позволяет осуществить коррекцию фазовых искажений и обеспечить нормальные диаграммы направленности рупора во всем рабочем диапазоне частот, а также уменьшить уровень кроссполяризационной составляющей излучаемого поля.

Оглавление

Введение

1. Обзор рупорных и микрополосковых антенн

1.1 Обзор рупорных антенн

1.2 Обзор микрополосковых антенн

Выводы к главе I

2. Предпосылки развития антенн

2.1 Тенденции развития рупорных антенн

2.2 Расширение рабочей полосы частот

2.3 Уменьшение габаритных размеров антенны

2.4 Уменьшение бокового излучения

2.5 Тенденции развития микрополосковых антенн

2.6 Расширение рабочей полосы частот

2.7 Повышение коэффициента полезного действия

Выводы к главе II

3. Разработка рупорно-микрополосковой антенны

3.1 Характеристика программы Ansoft HFSS

3.2 Разработка рупорно-микрополосковой антенны в программе HFSS

3.3 Применение широкополосной рупорно-микрополосковой антенны

3.4 Сравнение характеристик рупорно-микрополосковой антенны с современными видами антенн

Выводы к главе III

Заключение

Список используемой литературы