Исследование и разработка сверхширокополосных печатных щелевых антенн бегущей волны

• Автор: Виленский, Артем Рудольфович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 216 с. : ил.

Оглавление

Вводимые обозначения и сокращения

Введение

Глава 1. Исследование базовых печатных линий передачи

1.1. Задачи и методы исследования

1.2. Отыскание компонент векторов ЭМП в спектральной области

1.3. Метод спектральных иммитансов

1.4. Исследование симметричной щелевой линии

1.5. Исследование двухполосковой линии

1.6. Квазистатическая модель двухполосковой линии

Выводы по главе
Глава 2. Исследование и разработка СШП ПЩАБВ на основе
симметричной щелевой линии
2.1. Обзор методов исследования
2.2. Исследование частотно-временных характеристик СШП микрополосково-щелевого перехода
2.3. Модель элементарного излучателя
2.4. Излучение регулярного сегмента ПЩАБВ
2.5. Исследование распределения поля апертуры ПЩАБВ
2.6. Использование теории плавных НЛП для расчёта распределения поля апертуры
2.7. Анализ ПЩАБВ в частотной области
2.8. Анализ ПЩАБВ во временной области

2.9. Исследование влияния размеров поперечной металлизации на
характеристики ГПЦАБВ
2.10. Синтез СШППЩАБВ на отражение
2.11. Синтез СШППЩАБВ с максимальной энергетической направленностью
2.12. Разработка СШП измерительных ПЩАБВ
диапазона (1-10) ГГц
Выводы по главе
Глава 3. Исследование и разработка балансных СШП ПЩАБВ на
основе двухполосковой линии
3.1. Основные факторы, влияющие на характеристики согласования балансных ПЩАБВ
3.2. Оптимизация структуры балансной ПЩАБВ по минимуму коэффициента отражения
3.3. Разработка балансных СШП измерительных ПЩАБВ
диапазона (4 - 40) ГГц
Выводы по главе
Общие выводы и заключение
Список источников
Приложение

Вводимые обозначения и сокращения
АР - антенная решётка
АФР - амплитудно-фазовое распределение
ГНСС - глобальная навигационная спутниковая система
ДН - диаграмма направленности
ДПЛ - двухполосковая линия передачи
КК - максимальный коэффициент кросс-корреляции
КНД - коэффициент направленного действия
КСВН - коэффициент стоячей волны по напряжению
КУ - коэффициент усиления
ЛП - линия передачи
МКЭ - метод конечных элементов
МПЛ - микрополосковая линия передачи
НЛП - нерегулярная линия передачи
ПВХИ - пространственно-временные характеристики излучения ПП - печатаная плата
ПІЦАБВ - печатная щелевая антенна бегущей волны САПР - система автоматизированного проектирования СК - система координат
СЛАУ - система линейных алгебраических уравнений
СШП - сверхширокополосный
СЩЛ - симметричная щелевая линия передачи
УБЛ - уровень боковых лепестков
ЭВМ - электронно-вычислительная машина
ЭДН - энергетическая диаграмма направленности
ЭМП - электромагнитное поле

'а-1У

^(*)=у-Н)'-2-/—/ = 1 -Л^,

где 2^а) - функция Бесселя первого рода л-го порядка.
На Рис. 1.5, 1.6 показаны формы первых четырёх базисных функций для х- и г-компонент поля соответственно.
Приведённая методика анализа СЩЛ была реализована в виде программы на языке МаЛ-аЬ. В качестве входных данных в программе необходимо задать параметры подложки, размеры щели и частоту. Для отыскания нуля определителя (1.27) используется модифицированный метод Ньютона-Рафсона.
Отдельного внимания заслуживает вопрос выбора числа базисных функций для точной аппроксимации поля. Увеличение электрических размеров щели приводит к необходимости увеличения количества базисных функций. Численным анализом было установлено, что сходимость по 20 с точностью не хуже 1% достигается при следующих условиях:
N. =У, - 1, при »72 <0,1,
N.. =У* = 2, при 0,1 < У//Х < 0,5,
N. =У* = 3, при 0,5 < т < 0,65,
N =ЫХ = 4, при 0,65 <Ш<1.
Ы2 =МХ = 5, при 1 < Я7Я < 2.
У, =У, = 6, при 2 < У/1 < 3.
В качестве иллюстрации процесса сходимости рассмотрим результаты вычисления СЩЛ при ИУА=1: ег =3,55, к = 0,5 мм, /=10 ГГц, IV = 30 мм. На Рис. 1.7 показан процесс сходимости величины Zo в зависимости от числа базисных функций.