|
Kategorie: Diplomové, bakalářské práce |
Tento dokument chci!
Diplomová práce se zabývá návrhem štěrbinové anténní řady na bázi vlnovodu integrovaného do substrátu (SIW). V práci jsou rozebrány různé způsoby napájení antény a samotný postup návrhu antény. Anténní řada byla navrhnuta v simulačním programu Ansoft HFSS pro Wi-Fi pásmo 5 GHz. Optimalizovanými parametry antény jsou impedanční šířka pásma (minimalizace hodnoty činitele odrazu na vstupu antény v celém pracovním pásmu) a zisk (maximální hodnota). Výsledkem práce jsou 3 prototypy anténních řad na bázi vlnovodu integrovaného do substrátu, anténní řada 2x1, 2x2 a anténní řada 2x2 doplněná o ochranný box pro venkovní použití. Práce obsahuje srovnání simulovaných a měřených parametrů realizovaných antén.
4 Hlavní uvažované ztráty SIW
Při návrhu SIW třeba zvážit hlavní ztrátové mechanizmy.
1.
Ačkoli struktura SIW podobné vlastnosti jako konvenční obdélníkový vlnovod,
rozdíly mezi nimi jsou zjevné. Důležitým výsledkem tedy je, strukturách SIW mohou
existovat pouze vidy TEm0 [1]. 7b), může
dojít výraznému vyzařování, což vlastně princip vlnovodné štěrbinové antény. Proto velmi důležité
zjistit, které vidy mohou bezeztrátově šířit struktuře SIW. Uvnitř vlnovodu dielektrikum relativní
permitivitě εr.
Dielektrické ztráty: dané ztrátovým činitelem dáno vlastnostmi substrátu.
Vodivostní ztráty: způsobené konečnou vodivostí kovových stěn.
.
Ztráty vyzařováním: způsobené úniky energie mezi prokovy. 7a), kdy štěrbiny nejsou kolmé povrchové proudy svislých stěnách vid je
v této struktuře zachován.5 Návrh vlnovodu integrovaného substrátu
SIW vyroben periodické struktury prokovů realizovaných skrz oboustranně
pokovený dielektrický substrát. vybuzení vidu struktuře zde existují
i povrchové proudy. periodického sledu prokovů lze usoudit, SIW
struktury možný problém nežádaného úniku energie, ztrát. Dominantní vid TE10 splňuje podmínku dle
Obr.
SIW struktura může být považována speciální typ obdélníkového vlnovodu se
skupinou štěrbin obou svislých stěnách. SIW struktura tvořena periodickým sledem prokovů
a dvěma rovnoběžnými vodivými deskami.9
Na základě velikosti ztrátového činitele posuzuje kvalita dielektrických
materiálů.
Pokud jsou štěrbiny vyříznuty podél směru tekoucího proudu (proud teče rovnoběžně
s řezem štěrbiny), vyzařování nepatrné. Jsou-li povrchové proudy kolmé štěrbinu viz Obr.
tg 10-3
– kvalitní dielektrické materiály
tg 10-2
– špatné dielektrické materiály
Pro komplexní stanovení kvality materiálu zjišťuje dále závislost ztrátového
činitele na
napětí ztrátové charakteristice δ=f(U)
frekvenci frekvenční charakteristika f(f)
teplotě teplotní charakteristika f(ϑ)
1. Mohou být
redukovány zvětšením tloušťky substrátu. Tyto
ztráty souvisí pouze daným materiálem substrátu jeho geometrii. Periodický sled prokovů ovšem hlavním frekvenčně omezujícím
elektromagnetickým jevem [8]. Tyto ztráty lze
minimalizovat vhodným poměrem rozestupů prokovů jejich průměrem platí
podmínka: p/d 2.4. Vidy, které mohou
v SIW vytvořit šířit bezeztrátově, jsou rozdílné než konvenčních vlnovodů [7]
