Разработка и оптимизация микрополосковых антенных решеток для систем мобильной связи в Ливане : на основе анализа, синтеза и измерений

• Автор: Шариф Хуссейн Оллейк
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, РАЗРАБОТКИ И ОПТИМИЗАЦИИ МИКРОПОЛОСКОГО ЭЛЕМЕНТА И МИКРОПОЛОСКОВОЙ АНТЕННОЙ
РЕШЕТКИ
1.1. Конфигурация микрополосковой антенны
1.2. Принцип работы микрополосковой антенны
1.3. Основные характеристики микрополосковых антенн
1.3.1. Резонансная частота антенны
1.4. Расчет параметров микрополосковых антенн
1.4.1. Ширина прямоугольного излучателя
1.4.2. Эффективная диэлектрическая проницаемость излучателя
1.4.3. Длина излучателя...;...........-...•
1.4.4. Фактическая (эффективная) длина патча
1.4.5. Размеры плоскости заземления (Экрана)
1.4.6. Ширина частотного диапазона антенны (А/)
1.4.7. Определение местоположения точки питания (X/, YJ)
1.4.8. Коэффициент связи (взаимное влияние) излучателей микрополосковых антенных решеток
1.5. Расчет антенны резонаторного типа с линейной поляризацией
1.5.1. Диаграммы направленности
1.5.2. Входная проводимость антенны
1.6. Проектирование микрополосковых антенных решеток
1.7. Анализ микрополосковых антенн с помощью EDA-программ
1.7.1. Методы конечных разностей во временой области
1.8. Характеристики излучающего элемента и экспериментальные данные
1.8.1. Определение характеристики излучения
1.8.2. Концепция и реализация элементарной антенны в диапазоне GSM
1.8.3. Диаграммы направленности
1.9. Эффект взаимного влияния
1.9.1. Характер взаимной связи
1.9.2. Расчет матрицы Su

1.9.3. Экспериментальная оценка эффекта взаимной связи между двумя элементами
1.10. Анализ вилияния эффекта взаимной связи на характеристики излучения антенной решетки
1.11. Выводы
2. СИНТЕЗ МИКРОПОЛОСКОВЫХ РЕШЕТОК
2.1. Задача синтеза антенной решетки
2.2. Цель исследования и постановка задачи синтеза
2.3. Определение критерия ошибки
2.3.1. Критерий ошибки
2.3.1.1. Среднеквадратический критерий
2.3.1.2. Чебышевский критерий
2.3.1.3. Время расчета и точность полученных результатов
2.3.1.4. Учет ограничений практической реализации
2.3.1.5. Ограничения на синтезируемую функцию
2.3.1.6. Возможность синтеза вещественной или комплексной диаграммы направленности
2.4. Методы синтеза
2.4.1. Выбор метода синтеза линейной решетки (минимаксный метод оптимизации)............................................................ 58 ■
2.4.2. Постановки задач вещественного и комплексного синтеза
2.4.2.1. Вещественный синтез (частный случай)
2.4.2.2. Комплексноый синтез (синтез по мощности)
2.4.3. Возможность учета эффекта взаимного влияния
2.5. Структура программного обеспечения (программа SARA)
2.6. Синтез линейных решеток с помощью программа SARA
2.7. Метод синтеза конформных (цилиндрических) решеток
2.7.1. Переход от линейной задачи к цилиндрической задаче
2.7.2. Минимаксный метод, применяемый при синтезе цилиндрических решеток
2.7.2.1. Формулировка задачи синтеза
2.7.2.2. Вещественный и комплексный синтез в случае цилиндрической решетки
2.8. Алгоритм минимаксного метода синтеза
2.9. Синтез цилиндрических решеток с помощью программы SARA
2.10. Выводы

3. ПРАКТИЧЕКАЯ РАЗРАБОТКА МИКРОПОЛОСКОВЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК И РЕЗУЛЬТАТЫ ИХ ОПТИМИЗАЦИИ
3.1. Экпериментальные результаты
3.2. Исследование эффекта взаимной связи на диаграмму направленности 4-х элементной линейной решетки
3.3. Восьмиэлементная линейная антенна решетка (направленная решетка)
3.3.1. Первая линейная решетка
3.3.2. Вторая линейная решетка
3.4. Цилиндрическая антенная решетка
3.4.1. Результаты моделирования и измерения
3.5. Плоская антенная решетка
3.5.1. Технические характеристики и конструкции антенн
3.5.1.1. Антенна с секторной ДН (секторная антенна)
3.5.1.2. Антенна направленного излучения (направленная антенна)
3.5.2. Выбор излучающего элемента
3.5.3. Расчет параметров решеток
3.5.4. Конструкция диаграммобразующей схемы
3.5.5. Экспериментальные результаты
3.5.6. Диаграммы направленности
3.5.7. Согласование
3.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ПЕРЕСПЕКТИВЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Частота (ГГц) Частота (ГТц)
Рис. 1.11 в (10 мм) Рис. 1.11 г (15 мм)
2) Толщина подложки к = 3 см. Теоретическое исследование микрополосковой антенны показывает возможность получения широкой полосы пропускания с использованием такой антенны (рис. 1.12), при условии настройки индуктивной части импеданса, появление которой вызвано влиянием проводника питающего кабеля (рис. 1.13).
3) Была предпринята попытка компенсации индуктивности путем последовательного включения конденсатора емкостью 0.7 пФ (что соответствует емкостному сопротивлению 250 Ом).
Рис. 1.12 (к = 3 см) Рис. 1.13 (к = 3 см)
Однако полученные экспериментальные результаты оказались неудовлетворительными (рис. 1.14 и 1.15).