Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Тенденции развития антенных систем (обзор работ) 13
1.1 Излучатели на основе симметричных щелевых линий 15
1.2 Способы возбуждения антенн на основе симметричных щелевых линий 19
1.3 Методы анализа характеристик направленности антенн на основе симметричных щелевых линий 24
1.4 Антенные системы из излучателей на основе симметричных щелевых линий 30
1.5 Выводы 42
Глава 2. Методы электродинамического моделирования при проектировании антенн 43
2.1 Системы моделирования 44
2.2 Классификация системы электромагнитного моделирования 47
2.3 Типы системных возбуждений 48
2.4 Особенности использования и вычислительные возможности методов моделирования 49
2.5 Особенности построения сеток 60
2.6 Особенности системы моделирования CST Microwave Studio 62
2.7 Выводы 66
Глава 3. Исследование электродинамическиххарактеристик расширяющихся щеловых антенн (РЩА) 67
3.1 Тестовая задача 68
3.2 Проектирования и создание РЩА 74
3.3 Выводы 97
Глава 4. Излучатели и антенные системы свч - диапазона наоснове симметричной щелевой линии 98
4.1 Исследование взаимодействия между излучателями РЩА в линейной системе в широком диапазоне 99
4.2 Исследование взаимодействия между излучателями РЩА в плоской системе в широком диапазоне 113
4.3 Исследование взаимодействия между излучателями РЩА в плоской и линейной системе при двухчастотной работе 127
4.4 Выводы 137
Глава 5. Применение элекродинамического моделирования для решения некоторых задач 139
5.1 Двухсторонний широкополосный излучатель типа РЩА в моноимпульсной системе 140
5.2 Сканирующая антенная система 158
5.3 Выводы 173
Заключение 175
Список литературы 177
- Способы возбуждения антенн на основе симметричных щелевых линий
- Классификация системы электромагнитного моделирования
- Проектирования и создание РЩА
- Исследование взаимодействия между излучателями РЩА в плоской системе в широком диапазоне
Введение к работе
Актуальность темы диссертации.
Развитие многих отраслей науки и техники тесно связано с принципиально важной тенденцией уменьшения габаритов и массы (миниатюризацией) устройств и систем. Конструктивные, технологические и эксплуатационные преимущества этого направления для радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) очевидны. Особое место занимает миниатюризация РЭА микроволнового диапазона, в котором могут быть реализованы системы сверхбыстрой обработки информации (ССОИ). В качестве носителя информации в таких системах выступают электромагнитные волны (ЭМВ). Их практическое использование связано с генерированием, направленной пространственной передачей и преобразованием - обработкой сигналов.
Большие массогабаритные характеристики РЭА, созданной на основе волноводной элементной базы, уже в конце 40-х - начале 50-х г.г. 20 века потребовали поиска принципиально новых подходов и решений. В результате появилась концепция микрополосковых устройств, подготовившая базу для освоения технологии интегральных схем (ИС) СВЧ, КВЧ диапазонов. Логическим продолжением повышения степени интеграции к настоящему моменту можно считать создание объемных интегральных схем (ОИС).
Результаты миниатюризации нашли свое отражение и в антенной технике, поскольку уменьшение массогабаритных параметров РЭА возможно только при соответствующем подходе к вопросу построения антенных систем. Именно такой подход позволяет добиться увеличения надежности и наращивания функциональных возможностей РЭА при прогрессирующем снижении ее массогабаритных параметров.
Антенна, как правило, относится к пассивным компонентам радиосистем и может быть определена как область перехода от свободного пространства к направляющему устройству или линии передачи. Наряду с выполнением основных функций излучения и приема ЭМВ современные антенны выполняют важнейшие функции пространственной фильтрации и пространственно 5 временной обработки радиосигналов, обеспечивая направленность действия радиосистем и осуществляя пеленгацию источников радиоизлучения и радиолокационных целей.
Развитие антенной техники в настоящее время направлено в основном на улучшение характеристик антенных устройств. При этом появление новых идей стимулируется потребностями создания РЭА с определенными характеристиками. Осуществление сверхдальней (космической) связи, обеспечение предельно высокой разрешающей способности (в радиоастрономии и прикладных задачах) приводит к необходимости создания антенн с чрезвычайно большим коэффициентом усиления (КУ) и максимальным снижением уровня принимаемого шума. Развитие оборудования космических, летательных и наземных объектов для связи, навигации, телеметрии и других систем привело к росту числа слабонаправленных антенн, устанавливаемых на этих объектах, и повышению требований, предъявляемых к их характеристикам.
Возможности расширения области применения антенных систем (АС) зависят от улучшения их широкополосных свойств, которые в значительной мере определяются рабочей полосой частот излучающего элемента. Именно поэтому определенный интерес вызывают проблемы, связанные с созданием широкополосных и сверхширокополосных одиночных излучателей плоскостной конструкции.
Параметры антенн принято делить на первичные и вторичные. К первичным параметрам относятся следующие: векторная комплексная диаграмма направленности (ДН), входное сопротивление, коэффициент полезного действия, предельная пропускная мощность. Вторичные параметры - коэффициент направленного действия (КНД) и КУ, ширина основного луча амплитудной ДН, уровень боковых лепестков (УБЛ), поляризационные параметры и др., - могут быть найдены через первичные. Зависимость первичных и вторичных параметров от частоты определяет диапазонные свойства антенны.
Антенны бегущей волны (АБВ) один из классов антенн и он включает в себя большое многообразие излучателей различных видов и форм с непрерывными направляющими структурами, протяженность которых больше длины волны. Поля и токи, создающие излучение в таких структурах, могут быть представлены одной или несколькими бегущими волнами, распространяющимися, как правило, в одном направлении. Примерами наиболее ранних АБВ являются проволочные и ромбические антенны.
Если структура, вдоль которой распространяется бегущая волна, хорошо согласована, то ЭМВ, отраженная от излучающего края антенны, весьма мала, и излучение происходит за счет бегущей волны. В свою очередь, антенну стоячей волны можно рассматривать как АБВ, в которой две волны распространяются в противоположных направлениях. Подобным образом может быть получена, например, ДН полуволнового вибратора.
Класс АБВ можно разделить на две группы. Первая группа - антенны вытекающей волны. ЭМВ распространяется в направляющей структуре этих излучателей с фазовой скоростью, большей скорости света (v j с), и такие антенны реализуют режим бокового излучения. Типичными антеннами вытекающей волны являются антенны с длинными щелями в волноводах.
Вторая группа АБВ - антенны поверхностной волны. В направляющей структуре таких излучателей распространяются ЭМВ с фазовой скоростью, меньшей или равной скорости света (Уф с). Такие антенны формируют основной луч излучения, направленный вдоль структуры, и поэтому иногда называются антеннами продольного или осевого излучения. К типичным представителям этой группы излучателей относятся диэлектрические стержневые, спиральные, импедансные антенны и расширяющиеся щелевые антенны (РЩА).
Можно разделить РЩА тоже на две группы, печатные и полосковые: печатные расширяющиеся щелевые антенны (ПРЩА) также известные как симметричные щелевые антенны, которые являются антеннами продольной бегущей волны. Как микрополосковые антенны, ПРЩА имеет низкий профиль, легкий вес, простое изготовление фототравлением, конформную установку и совместимость с микроволновыми интегральными схемами (МИС). Отлично работая, РЩА демонстрирует полосу пропускания мультиоктавы, коэффициент усиления (7-10 децибелов) и симметричные Е - и Н - плоскости формы луча. Антенна сначала была предложена Льюисом [48] в 1974. С тех пор, много технологических достижений было сделано в их проектах и в них применении. В связи с этим исследуемые в работе задачи являются актуальными. Цель и задачи работы.
Целью настоящей работы является электродинамическое моделирование ПРЩА в целях исследования характеристик излучения и согласования антенн в широком частотном диапазоне.
Ввиду того, что основная ЭМВ, распространяющаяся в СЩЛ, является поверхностной, а ее фазовая скорость меньше скорости света (v p с), эти антенны можно отнести к антеннам поверхностной волны (продольного излучения). Такие излучатели, несмотря на плоскую конструкцию, формируют в осевом направлении объемный, практически симметричный луч, а частотный диапазон некоторых конструкций может достигать отношения 5:1.
В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решены следующие задачи:
-Рассмотрены все виды антенн типа РЩА, существующие до сих пор и все
типы возбуждения этих антенн. -В качестве тестовой задачи исследованы излучатели типа РЩА в частотном диапазоне от 4 ГГц до 8 ГГц, с помощью программ моделирования, которые существуют в настоящее время и используются для самых крупных систем моделирования антенн и СВЧ устройств. Проведено сравнение полученных результатов моделирования с опубликованными экспериментальными результатами. -Приведен новый алгоритм метода параметрического моделирования, который используется при проектировании и исследовании характеристик РЩА. -Проведено моделирование антенны типа РЩА и АС для нескольких частотных диапазонов.
Способы возбуждения антенн на основе симметричных щелевых линий
Большая часть щелевых антенн возбуждается щелевыми линиями, поэтому для соединения их с другими типами линий передачи необходимы устройства, обеспечивающие переход от щелевой линии к полосковой линии, коаксиальной линии или волноводу. В работах [23-28] приведены различные способы возбуждения щелевых излучателей. На рис. 1-5 показана линейно расширяющаяся щелевая антенна, возбуждаемая полосковой линией.Рис. 1-5. Переход от щелевой линии к полосковой линии. Переходы типа щель-полосок очень удобны, так как они позволяют совмещать антенну с активными элементами [26]. На рис. 1-6 показана линейно расширяющаяся щелевая антенна, возбуждаемая полосковой линией с усилителем, обеспечивающим усиление 14 дБ в полосе 1.75 ГГц.Рис. 1-6. Схема усилителя, соединенного с линейно расширяющейся щелевой антенной с помощью перехода от щелевой к полосковой линии. С помощью двух переходов между щелевой и полосковой линией можно выполнить возбуждение излучателей Вивальди в фазе и в противофазе, т.е.Рис. 1-7. Двойной переход между щелевой и полосковой линией. Щелевая линия является симметричной линией передачи, а полосковая линия - несимметричной. Поэтому для соединения необходимы устройства, осуществляющие переход от несимметричных линий к симметричным, и работающие в широкой полосе. Один из таких переходов показан в работах [23,28]. Переход обеспечивает работу в полосе больше октавы и осуществляет возбуждение V - образной антенны Вивальди рис.1-8(а). Он состоит из четырех четвертьволновых секций, последняя из которых проходит через середину щелевой линии, деля ее на отрезки, равные четверти длины волны в щелевой линии V4. На рис. 1-8(6) приведена эквивалентная схема перехода.Рис.1-8.(а) - переход от щелевой к полосковой линии, совмещенный с V -образным излучателем Вивальди, (б) - эквивалентная схема перехода.
На рис. 1-9 показан V - образный излучатель с линейно расширяющейся щелью и возбуждающее устройство в виде перехода от одинарной полосковой линии к двойной полосковой линии [19]. Полосковая линия имеет ширину W/ и волновое сопротивление 50 12 и соединяется с двумя полосковыми линиями шириной W2 и волновым сопротивлением 70 Q. через четвертьволновый трансформатор шириной Wt средняя длина петли между точками а и Ь соответствует половине длины волны в 70 П полосковой линии. Однако для широкополосной работы средняя длина должна быть увеличена до 0.638A,g . Эта конструкция обеспечивает изменение фазы волны от точки а к точке Ъ на 180. Таким образом, две объединенные полосковые линии возбуждаются противофазными волнами, которые возбуждают поле в щели S2. Размер щели выбирается таким образом, чтобы ее волновое сопротивление было 50 Q.Рис. 1-9. V-образный линейно расширяющийся щелевой излучатель с переходом от одинарной к двойной полосковой линии. Двойной переход между щелевой и полосковой линиями, в котором отсутствует ограничение по частоте, обусловленное влиянием паразитных индуктивностей и емкостей, показан на рис. 1-Ю. Переход состоит из трех симметричных линий и трех несимметричных линий, размещенных последовательно относительно центра структуры. Для обеспечения хорошей связи между расположенными с разных сторон подложки симметричными и несимметричными входами, расположенные с разных сторон подложки пары линий должны иметь коэффициенты отражения с разными фазами. Так необходимо, чтобы одна пара линий была короткозамкнутой, а другая -разомкнутой. Щелевая антенна, возбуждаемая такой линией, имеет полосу более чем 2:1 [26]. Рис. 1-Ю. Двойной переход между щелевой и полосковой линиями.На рис. 1-11 приведена линейно расширяющаяся двухсторонняя щелевая антенна с симметричным возбуждением. Симметричная полосковая линия формируется полосками шириной W/, нанесенными с двух сторон подложки. Радиус дуги Яг выбирается таким образом, чтобы обеспечить плавный переход от обычной несимметричной полосковой линии к симметричной полосковой линии.
При переходе от несимметричной полосковой линии к симметричной происходит концентрация силовых линий вектора напряженности электрического поля между полосками, а при переходе к линейно расширяющейся щели силовые линии изменяют направление. Поэтому такие антенны обладают высоким кросс-поляризационным излучением. Двухсторонние линейно расширяющиеся излучатели работают в полосе от 8 ГГц до 32 ГГц.
В литературе рассматриваются так же различные способы возбуждения щелевых антенн коаксиальной линией. К недостаткам коаксиальной линии можно отнести ее неплоскую структуру и большие потери на высоких частотах. Кроме того, коаксиальная линия является несимметричной питающей линией. Возбуждение щелевой антенны такой линией может привести к возникновению тока на внешней поверхности экрана коаксиальной линии, что в свою очередь приводит к потерям мощности и существенному искажению ДН. Для соединения антенны с коаксиальной линией применяют симметрирующие устройства. Один из возможных способов возбуждения щелевой антенны коаксиальной линией предложен в [29]. Центральный проводник коаксиальной линии припаян к одной половине V-образной щелевой линии, а экран в виде плавного коаксиального
Классификация системы электромагнитного моделирования
Существует также подход к классификации систем электромагнитного моделирования, основанный на оценке размерности анализируемых объектов: в чистом виде двухмерные - 2-D, «почти» трехмерные - 2.5-D и полностью трехмерные - 3-D.
Алгоритмы 2-D позволяют анализировать плоскопараллельные структуры, бесконечные в одном направлении. К этому классу задач относятся линии
передачи и некоторые волноводные задачи. Эти системы позволяют находить законы распределения электромагнитных полей в сечении линий передачи, а также их комплексные постоянные распространения, волновое сопротивление и коэффициенты взаимной связи (ELCUT, EMCoS Static2D).
Для алгоритмов 2.5-D, как правило, допустимы или бесконечные многослойные диэлектрические структуры, или многослойные диэлектрические структуры ограниченные идеально проводящими стенками. 2.5-D системы позволяют анализировать устройства, состоящие из плоских проводников произвольной формы. К этому классу задач относятся устройства на основе микрополосковых, полосковых линий и др. Некоторые реализации 2.5-D алгоритмов могут моделировать произвольные трехмерные проводящие поверхности. 2.5-D системы, как правило, позволяют рассчитывать электромагнитные поля в произвольных сечениях устройства и токи на проводящих поверхностях (EMSight, Sonnet, Zeland IE3D, FEKO).
В 3-D системах используются алгоритмы, позволяющие моделировать объекты произвольной формы из произвольных материалов (Ansoft HFSS, Zeland FIDELITY, CST Microwave Studio, Remcom XFDTD). Типы системных возбуждений.
Важной частью численного электродинамического моделирования является проблема возбуждения электромагнитных процессов в устройствах и проблема определения сосредоточенных параметров СВЧ - устройств (embedding, de-embedding). Для решения этой проблемы в системах моделирования применяются порты.
Порт, как правило, является частью объекта моделирования, содержащей связанную или волноводную линию передачи. С помощью специальных вычислительных приемов и правил задания портов считаются полубесконечными и идеально согласованными. В линии передачи могут распространяться, кроме основной, также и высшие моды, которые должны учитываться при моделировании. В большинстве случаев, первоначально предполагается наличие только одной моды, но если высшие моды распространяются в порте (и соответственно в реальной фидерной линии) без больших потерь, их необходимо учитывать при моделировании устройства соответствует работе реального устройства.
Подходы к определению портов и их параметров варьируются в различных системах моделирования от простейших сосредоточенных портов (Remcom XFDTD, SuperNEC), до целой системы сосредоточенных и распределенных портов (Zeland IE3D, Sonnet, EMSight).
В ряде систем моделирования используются специальные вычислительные модули на основе 2-D алгоритмов для определения всех мод распространения (Ansoft HFSS, Agilent HFSS, CST Microwave Studio).
Определение портов для моделирования дифференциальных структур имеет свои особенности, которые могут быть учтены с помощью введения в модель четных и нечетных мод (Zeland IE3D).
Для моделирования устройств, использующих щелевые линии, кроме прямого подхода, описывающего геометрию анализируемого устройства, в системе Zeland IE3D реализован метод моделирования, основанный на использовании принципа взаимодополнительных экранов Бабине (так называемых в программном продукте - дуальных решений). Особенности использования и вычислительные возможности методовмоделирования.
Остановимся теперь на анализе особенностей использования и вычислительных возможностях различных методов моделирования электродинамических структур. Метод конечных элементов FEM:
Начнем с наиболее часто используемого метода конечных элементов. Метод конечных элементов FEM, как правило, применяется для решения уравнений Максвелла в частотной области и позволяет моделировать устройства с трехмерными объектами произвольной формы. Параметры проводящих, магнитных и диэлектрических материалов могут быть произвольными, в том числе анизотропными.
Проектирования и создание РЩА
В любой антенне всегда можно выделить следующие базовые элементы: входное устройство (ВУ), согласующее устройство (СУ), распределительную систему (PC) и излучающую систему (ИС) [3].
Входное устройство предназначено для передачи мощности от генератора к антенне. Оно может иметь несколько, а иногда сотни и тысячи каналов, которые обеспечивают одновременную работу антенны на разных частотах или независимое формирование различных диаграмм направленности ДН.
Согласующее устройство обеспечивает в питающем тракте заданный коэффициент отражения электромагнитного поля во всей рабочей полосе частот. Наряду с традиционными схемами согласования, используемыми в технике СВЧ, в антеннах появляются дополнительные возможности согласования при рациональном построении распределительной и излучающей систем. Поэтому в реальных конструкциях антенн согласующее устройство может оказаться совмещенным с ними.
Распределительная система создает необходимое распределение тока (поля) в излучающей системе, обеспечивающее формирование ДН с заданными параметрами. В реальных конструкциях антенн иногда эти системы оказываются совмещенными.
Реальная излучающая система представляет собой некоторую поверхность, по которой текут электрические токи, возбуждающие электромагнитные волны. При моделировании в качестве ИС может рассматриваться не только эта поверхность, но и любая охватывающая ее замкнутая поверхность, по которой «текут» фиктивные электрические и магнитные токи, создающие такую же ДН, что и реальные электрические токи.
При автоматизированном проектировании любой антенной системы приходится решать следующие две прикладные задачи, получившие в литературе соответственно названия внешней и внутренней: по известным требованиям к характеристикам антенны определить геометрию раскрыва ИС и оптимальное амплитудно-фазовое распределение (АФР) поля (тока) в нем, обеспечивающих реализацию этих требований;по найденному АФР поля в раскрыве ИС спроектировать реализующую его PC.
На практике к параметрам антенн предъявляются самые различные требования, например, к форме главного лепестка (луча) и уровню боковых лепестков ДН в различных угловых секторах, в том числе и в процессе сканирования, поляризационной структуре излучаемого электромагнитного поля, КНД, конфигурации и размерам раскрыва, реализуемости АФР поля в нем и т. п.
К параметрам PC предъявляется ряд требований: прежде всего возможность реализации найденного в результате решения внешней задачи АФР поля, минимальность потерь мощности, оптимальность геометрических и весовых характеристик и т. п.
Практика и теория последних лет показали, что наиболее актуальными являются следующие четыре класса внешних задач:1. Проектирование криволинейных ИС произвольной геометрии по известным требованиям к амплитудно-фазовой (комплексной) ДН и АФР поля в раскрыве антенны (типичным примером задачи этого класса является проектирование криволинейных щелевых излучателей или РЩА).2. Проектирование ИС по заданным требованиям к амплитудной ДН и ограничениям на АФР поля в раскрыве антенны. Задачи этого класса наиболее широко встречаются на практике, так как часто интересуются лишь амплитудной ДН; отсутствие требований к фазовой ДН дает лишнюю степень свободы в выборе более простого, чем в задачах первого класса, АФР поля в раскрыве антенны.3. Проектирование ИС по заданным требованиям только к амплитудной или фазовой ДН и амплитудному или фазовому распределению поля в раскрыве. Естественно, что в этих задачах следует найти соответственно фазовое или амплитудное распределение поля. К подобным задачам приводит необходимость создания в ряде случаев фазовых ДН специального вида, обеспечения электрической прочности антенных решеток, ряд вопросов оптического моделирования и обработки сигналов и т. п. 4. Проектирование ИС с оптимальными интегральными параметрами - КНД, коэффициентом рассеяния и т. п. Им в последнее время уделяется много внимания при проектировании антенн с обработкой сигналов, больших малошумящих антенн для радиоастрономии и космической связи. Целесообразно отметить, что при рассмотрении этих задач в той или иной мере ставится также вопрос оптимизации геометрии ИС, особенно для антенных решеток, так как его решение позволяет сократить число излучателей в них, что для практики имеет большое значение.
В результате решения внешней задачи любого из перечисленных выше классов всегда определяется один и тот же параметр - АФР поля в раскрыве антенны, который является основным для проектирования PC. Поэтому внутренние задачи, в отличие от внешних, не имеют такой широкой классификации, а их отличительные особенности связаны лишь с реализацией тех или иных физических процессов в PC с учетом электродинамических свойств конкретных ИС.
В настоящее время большое внимание уделяется следующим направлениям в разработке PC:проектирование фазированных и многолучевых антенных решеток; проектирование антенных решеток с учетом внешних и внутренних электродинамических эффектов взаимовлияния;проектирование PC, максимально использующих конструкцию ИС (таковы, например, PC криволинейных щелевых излучателей РЩА, двухзеркальных антенн со специальными профилями зеркал и т. п.).
Приведенные выше соображения достаточно хорошо известны, но в свете современных требований необходимо решение задач в широкой рабочей полосе частот.
Исследование взаимодействия между излучателями РЩА в плоской системе в широком диапазоне
Следующая работа отличается от предыдущих работ тем, что мы будем исследовать и рассчитывать характеристики одного излучателя РЩА при использовании другого материала, и при изменении типа питающей линии передачи.
Мы будем проектировать, и определять оптимальные параметры для излучателя РЩА при использовании материала стеклотекстолит (СТ) в качестве подложки, имеющего диэлектрическую проницаемость єг=4 и толщину t=1.5 мм. В целях оптимизации, как мы сделали раньше, мы будем рассчитывать коэффициент стоячей волны КСВН, или коэффициент отражения Sn, с помощью программы моделирования, исходя из предыдущих параметров в таблице 4-2, при изменении этих параметров следующим образом: Wm=1.4...3MM. Ws = 0.4... 1мм. Lm = 4 ... 6 мм. Ls = 4 ... 6 мм. LbP = 2 ... 7 мм. L=18 ...25 мм. W= 15 ...30 мм. R = 25...80MM. В результате расчета, можно считать, что оптимальные значения, те, которые дают минимум коэффициента отражения Sn на входе антенны, в более широком диапазоне частот. Отметим, что максимальное значение для Si і в диапазоне рабочих частот должно быть Sn -10 дБ, что эквивалентно КСВН 2 при нормировании всех результатов к характеристическому сопротивлению 50 ft. Параметры наилучшего излучателя РЩА приведены в таблице 4-4.
При более точном расчете, с помощью программы моделирования получим следующую кривую КСВН рис.4-19, которая показывает что КСВН 2 в частотном диапазоне от 7.5 ГГц до 14.75 ГГц. На том же рисунке приведена зависимость КСВН от частоты для подложки из материала ARLON.
Рис.4-19. Изменение КСВН при изменении частоты. Как видно из предыдущего примера, питающая линия передачи - прямая микрополосковая линия, что затрудняет построение плоской решетки. Для того, чтобы разместить излучатели в системе нужно использовать новый вид микрополоской линии передачи, который показан на рис.4-20. Здесь прямой отрезок микрополоской линии, которой соединен с разъемом на краю подложки L, заменен на угловую линию, доходящую до края подложки W.
В этом случае можно использовать любые типы разъемов или возбуждающих систем, поскольку место расположения питающей линии передачи находится на задней части антенны.Как видно из рис.4-20, на этом изгибе есть соединение под углом 45, и поэтому кроме предыдущих параметров возникают новые параметры, В, и Lcon.
В целях оптимизации этих параметров, мы будем рассчитывать коэффициент отражения S11, с помощью программы моделирования, при изменении этих параметров следующим образом: В] = 0.8 ... 1.5 мм. Lcon = 15 ... 25 мм. В результате расчета мы нашли оптимальные параметры: Bj=1.2 и Lcon=15 мм. На рис.4-20 показан чертеж для нашей антенны. Рис.4-20. Чертеж антенны РЩА (подложка изготовлена из стеклотекстолита). На рис.4-21 приведены результаты расчета КСВН при изменении частоты от 8 ГГц до 14 ГГц и проведено сравнение с результатами предыдущего расчета для подложки из стеклотекстолита.
Далее, представлены результаты исследования электродинамических характеристик одного излучателя РЩА, запитываемого микрополосковои линией в широком диапазоне.
На рис.4-22 показаны ДН в Е - плоскости (XOY - плоскости), для основной поляризации, на разных частотах: в начале диапазона 8 ГГц, в середине диапазона 10 ГГц, и в конце диапазона 14 ГГц.
Рис.4-22. Расчетные ДН в Е - плоскости для одного излучателя РЩА в диапазонечастот 8-14 ГГц. На рис.4-23 показаны ДН в Н - плоскости (XOZ - плоскости), для основной поляризации, на разных частотах: в начале диапазона 8 ГГц, в середине диапазона 10 ГГц, и в конце диапазона 14 ГГц.