Печатные фазированные антенные решетки СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических фазовращателей

• Автор: Киселев, Борис Александрович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 221 с. : ил.

Глава 1 Обзор современного состояния вопросов проектирования антенных решетки СВЧ диапазона с электрическим сканированием луча на основе интегрированных излучающих элементов

1.1 Введение

1.2 Классификация и элементная база антенн с электрическим

сканированием луча

1.2.1 Классификация антенн и фазированных антенных решеток

1.2.2 Фазовращатели, используемые в фазированных антенных решетках с

электрическим сканированием

1.2.3 Излучатели фазированных антенных решеток СВЧ диапазона

1.3 Задачи и методы проектирования антенных решеток

1.3.1 Основные требования, предъявляемые к характеристикам антенн с

электрическим сканированием луча

1.3.2 Методы проектирования ФАР с электрическим сканированием луча
1.3.3 Современные программные средства моделирования и проектирования

Выводы. Постановка задачи исследований
Глава 2 Исследование эффекта ослепления в фазированных печатных дипольных антенных решетках
2.1. Исследование эффекта ослепления в дипольных решетках на основе
односторонних печатных структур
2.1.1. Функции Грина для односторонних печатных структур
2.1.2. Обобщение полученных результатов на бесконечную ФАР
2.1.3. Исследование эффекта ослепления в печатных дипольных решетках
2.2. Исследование слепых углов для печатных дипольных решеток на
электрически плотных подложках, имеющих двустороннюю металлизацию
2.3. Исследование слепых углов для печатных дипольных решеток на
электрически плотных подложках, имеющих одностороннюю металлизацию 73 Выводы по материалам 2 главы:
Глава 3 Упрощенные методы проектирования печатных антенн и разработка интегрированных антенных элементов на основе неоднородной щелевой линии (антенн Вивальди)
3.1 Метод проектирования неоднородной щелевой антенны на основе схемотехнического приближения
3.1.1 Оценка широкополосных свойств раскрыва излучателя в виде неоднородной щелевой линии
3.1.2 Определение коэффициентов чувствительности импедансных
характеристик раскрыва к изменению с частотой электрических параметров щелевой линии
3.1.3 Алгоритм оценки широкополосности излучателя Вивальди
исследование его точности
3.1.4 Оценка широкополосных свойств антенны Вивальди миллиметрового
диапазона на основе неоднородной линии типа ПпНпе в волноводе
3.2 Исследование и разработка излучающего элемента Вивальди для
интеграции с пленочным щелевым сегнетоэлектрическим фазовращателем
3.2.1 Исследование оптимальных соотношений для геометрических и
электрофизических характеристик области моделирования и моделируемого излучателя
3.2.2 Результаты моделирования элемента Вивальди для интегрированного
излучателя
3.2.3 Верификация полученных результатов
3.3 Исследование решетки излучателей Вивальди
3.4 Метод проектирования многоэлементных последовательных
микрополосковых антенных решеток на основе схемотехнического приближения
Выводы по материалам 3 главы:
Глава 4 Исследование характеристик и разработка интегральных элементов для активных дипольных ФАР
4.1. Моделирование и исследование характеристик печатного диполя на электрически плотной подложке
4.1.1 Исследование характеристик печатного диполя с расположением плеч на обеих сторонах подложки
4.1.2 Печатный диполь с расположением плеч на одной стороне подложки

4.1.3 Выбор базовой модели излучателя для реализации интегрированной пары излучатель - пленочный сегнетоэлектрический фазовращатель
4.2 Моделирование' и исследование линейки печатных дипольных излучателей на электрически плотной подложке
4.3 Моделирование и исследование характеристик печатного дипольного излучателя, интегрированного с пленочным сегнетоэлектрическим фазовращателем и антенной решетки на основе таких излучателей
4.3.1 Исследование характеристик интегрированного с фазовращателем печатного диполя
4.4 Антенная решетка из интегрированных элементов, сканирующая в обеих плоскостях
4.5 Высокостабильный СВЧ генератор для активных передающих антенных решеток
Выводы по материалам 4 главы
Глава 5 Экспериментальное исследование излучателей и антенных решеток
5.1 Разработка и экспериментальные исследования интегрированных дипольных излучателей
5.1.1 Измерение коэффициента усиления (GAIN) одиночного двустороннего диполя
методов РВА и FI, предложенная компанией CST, позволяет быстро решать задачи моделирования сложных СВЧ устройств с криволинейными поверхностями.
Выводы. Постановка задачи исследований.
Анализ материалов, приведенных в этом кратком обзоре, позволяет сделать выводы, что в настоящее время весьма актуальными для науки и практики являются исследования следующих вопросов:
- возможность создания интегрированных излучающих систем на основе сегнетокерамических фазовращателей и печатных излучателей различных типов, которые могут иметь хорошие характеристики при изготовлении на подложке с высокой относительной диэлектрической проницаемостью;
- оценка положения слепого угла в решетке печатных излучателей, изготовленных на подложке с высокой Е, и его зависимость от толщины и диэлектрической проницаемости подложки, а также шага решетки;
- исследование причин ограничивающих широкополосность щелевых излучателей Вивальди и разработка эффективного метода предварительной оценки импедансных характеристик раскрыва печатных антенн Вивальди для ускорения процесса их проектирования;
-разработка метода проектирования последовательных линеек
микрополосковых печатных излучателей в рамках схемотехнического приближения;
- исследование и разработка высокостабильного генератора СВЧ, пригодного для построения интегрированных активных печатных антенных решеток Ка диапазона;
- экспериментальные разработки и исследования интегрированных и одиночных антенных элементов.
Решению перечисленных задач и посвящена настоящая диссертационная работа, они нашли отражение в опубликованных работах автора.