Микрополосковая антенна

Рис.3.2 Порівняння значень S-параметрів окремої мікросмужкової антени та антен в АР.

Рис.3.3 Значення коефіцієнту еліптичності мікросмужкової антени з квадратним профілем.

Рис.3.4 Значення коефіцієнту еліптичності мікросмужкових антен в АР.

З отриманих результатів  випливає, що причиною погіршення характеристик  антен в АР відносно окремої антени є те, що вони розташовуються на відстані λ/2 одна від одної, а отже, їх вплив  між собою великий, оскільки розміри  і площа випромінювачів достатня, щоб виникав вплив сусідніх елементів. Вплив сусідніх елементів показано на рис.3.5.

Рис.3.5 Вплив сусідніх елементів на характеристики кожної антени в АР.

Враховуючи вплив сусідніх випромінювачів, проаналізуємо, як зміниться  смуга робочих частот, що визначається коефіцієнтом еліптичності по рівню -3дБ АР в порівнянні з коефіцієнтом еліптичності окремого випромінювача. Смуга робочих  частот зменшилася і тепер вона складає 33.4МГц (1.5932-1.6266ГГц) (рис.3.6).

Рис.3.6 Залежність коефіцієнту  еліптичності від частоти.

3.2 Решітка на  основі мікросмужкової антени з коловим профілем.

Елементи в АР розташовані  на відстані λ/2 один від одного, де λ  розраховувалася для частоти 1.6ГГц  і дорівнює 187мм. Проведемо дослідження, що відбудеться з характеристиками кожної мікросмужкової антени з круговим профілем АР, в порівнянні з антеною кругового профілю, яка була розглянута в частині другій даної роботи, пункт 2.2.

Проаналізувавши  отримані результати можна сказати, що узгодження  мікросмужкових антен в АР значно погіршилися відносно характеристики окремої мікросмужкової антени з коловим профілем (рис.3.7). Ми бачимо, що в антенах з яких складається АР зникає рівність амплітуд двох ортогональних мод, зміщується робоча частота антен. Коефіцієнт еліптичності сильно погіршується при розташуванні антен в АР (рис.3.9) по відношенню до коефіцієнта еліптичності окремої антени (рис.3.8), а саме, в головному напрямку антени він погіршується майже на   -2дБ відносно коефіцієнту еліптичності окремої кільцевої мікросмужкової антени, який дорівнює -0.829дБ.

Рис.3.7 Порівняння значень S-параметрів окремої мікросмужкової антени та антен в АР.

Рис.3.8 Значення коефіцієнту еліптичності мікросмужкової антени з коловим профілем.

Рис.3.9 Значення коефіцієнту еліптичності мікросмужкових антен в АР.

З отриманих результатів  випливає, що причиною погіршення характеристик  антен в АР відносно окремої антени є те, що вони розташовуються на відстані λ/2 одна від одної, а отже, їх вплив  між собою великий, оскільки розміри і площа випромінювачів достатня, щоб виникав вплив сусідніх елементів. Вплив сусідніх елементів показано на рис.3.10.

Рис.3.10 Вплив сусідніх елементів на характеристики кожної антени в АР.

Враховуючи вплив сусідніх випромінювачів, проаналізуємо, як зміниться  смуга робочих частот, що визначається коефіцієнтом еліптичності по рівню -3дБ АР в порівнянні з коефіцієнтом еліптичності окремого випромінювача. Смуга робочих  частот зменшилася і тепер вона складає 27.8МГц (1.5859-1.6137ГГц) (рис.3.11).

Рис.3.11 Залежність коефіцієнту  еліптичності від частоти.

3.3 Решітка на основі мікросмужкової антени з кільцевим профілем.

Елементи в АР розташовані  на відстані λ/2 один від одного, де λ  розраховувалася для частоти 1.6ГГц  і дорівнює 187мм. Проведемо дослідження, що відбудеться з характеристиками кожної мікросмужкової антени з круговим профілем АР, в порівнянні з антеною кругового профілю, яка була розглянута в частині другій даної роботи, пункт 2.3.

Проаналізувавши  отримані результати можна сказати, що узгодження  мікросмужкових антен в АР значно погіршилися відносно характеристики окремої мікросмужкової антени з кільцевим профілем (рис.3.12). З отриманих графіків видно, що в антенах, з яких складається АР амплітуд двох ортогональних мод стають нерівними або взагалі зливаються в одну, зміщується робоча частота антен. Коефіцієнт еліптичності сильно погіршується при розташуванні антен в АР (рис.3.14) по відношенню до коефіцієнта еліптичності окремої антени (рис.3.13), а саме, в головному напрямку антени він погіршується майже на -2дБ відносно коефіцієнту еліптичності окремої кільцевої мікросмужкової антени, який дорівнює             -0.8дБ.

Рис.3.12 Порівняння значень S-параметрів окремої мікросмужкової антени та антен в АР.

Рис.3.13 Значення коефіцієнту еліптичності мікросмужкової антени з кільцевим профілем.

Рис.3.14 Значення коефіцієнту еліптичності мікросмужкових антен в АР.

З отриманих результатів  випливає, що причиною погіршення характеристик  антен в АР відносно окремої антени є те, що вони розташовуються на відстані λ/2 одна від одної, а отже, їх вплив  між собою великий, оскільки розміри  і площа випромінювачів достатня, щоб виникав вплив сусідніх елементів. Вплив сусідніх елементів показано на рис.3.15.

Рис.3.15 Вплив сусідніх елементів на характеристики кожної антени в АР.

Враховуючи вплив сусідніх випромінювачів, проаналізуємо, як зміниться  смуга робочих частот, що визначається коефіцієнтом еліптичності по рівню -3дБ АР в порівнянні з коефіцієнтом еліптичності окремого випромінювача. Смуга робочих  частот зменшилася і тепер вона складає 16МГц (1.5958-1.6118ГГц) (рис.3.16).

Рис.3.16 Залежність коефіцієнту  еліптичності від частоти.

3.4  Висновки.

Проаналізувавши характеристики МСА з квадратним, круговим та кільцевим  профілем, як елемента  АР на прикладі 2х2 – елементної  решітки встановлено:

• Найбільші спотворення діаграми спрямованості зазнала АР з квадратним профілем випромінювача в порівнянні з окремим випромінювачем, а саме, ширина ДС складає 69.58˚ , а була 86.2˚.
• Найбільше спотворення за коефіцієнтом еліптичності зазнала ДС АР з коловим профілем випромінювача, ширина діаграми спрямованості дорівнює 27.45˚ в головному напрямку антенної решітки в порівнянні з одиночним випромінювачем в якого ширина складає 155˚.
• Смуга робочих частот найбільше змінилася в АР з випромінювачем квадратного профілю і тепер вона складає 146.4МГц (1.5323-1.6787ГГц), а була 155.7МГц (1.5265-1.6822ГГц).
• Найбільше змінилася смуга робочих частот, яка визначається коефіцієнтом еліптичності по рівню -3дБ в АР з квадратним профілем випромінювача і вона складає 33.4МГц (1.5932-1.6266ГГц), а в окремого випромінювача вона складала 41МГц (1.5776-1.6186ГГц).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВИСНОВКИ

В процесі виконання дипломної  роботи було проведене моделювання  і аналіз мікросмужкових антен з різними профілями випромінювачів і на їх основі створені моделі антенних решіток.

 За отриманими результатами  аналізу окремих мікросмужкових антен з квадратним, круговим та кільцевим профілем можна сказати, що:

• Найменші розміри мікросмужкового випромінювача має антена з кільцевим профілем, а саме: rmin=16.28 мм, rmax=22.06 мм, xg=110 мм.
• Найбільшу смугу робочих частот по коефіцієнту відбиття має антена з квадратним профілем і вона складає 155.7 МГц (1.5265-1.6822ГГц).
• Найбільша смуга частот, що визначається по коефіцієнту еліптичності по рівню -3дБ має  антена з квадратним профілем випромінювача і вона дорівнює 41 МГц (1.5642-1.641ГГц).
• Діаграма спрямованості найбільша у мікросмужкової антени з квадратним профілем, а саме 86.2˚.
• Мікросмужкова антена з квадратним профілем має найбільшу діаграму спрямованості по коефіцієнту еліптичності і вона дорівнює 159.6˚

Проаналізувавши характеристики мікросмужкових антен з квадратним, коловим та кільцевим профілем, як елемента АР розмірами 2х2 елемнти встановлено, шо:

• Найбільші спотворення діаграми <span class="List_0020Paragraph__Char" style=" font-family: 'Times New Roman', 'Aria