|
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.
5 Návrh vlnovodu integrovaného substrátu
SIW vyroben periodické struktury prokovů realizovaných skrz oboustranně
pokovený dielektrický substrát.
Ztráty vyzařováním: způsobené úniky energie mezi prokovy.
Dielektrické ztráty: dané ztrátovým činitelem dáno vlastnostmi substrátu. 7a), kdy štěrbiny nejsou kolmé povrchové proudy svislých stěnách vid je
v této struktuře zachován.
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. Uvnitř vlnovodu dielektrikum relativní
permitivitě εr. Jsou-li povrchové proudy kolmé štěrbinu viz Obr. Dominantní vid TE10 splňuje podmínku dle
Obr.
Pokud jsou štěrbiny vyříznuty podél směru tekoucího proudu (proud teče rovnoběžně
s řezem štěrbiny), vyzařování nepatrné. 7b), může
dojít výraznému vyzařování, což vlastně princip vlnovodné štěrbinové antény.9
Na základě velikosti ztrátového činitele posuzuje kvalita dielektrických
materiálů. Mohou být
redukovány zvětšením tloušťky substrátu. Důležitým výsledkem tedy je, strukturách SIW mohou
existovat pouze vidy TEm0 [1]. Tyto
ztráty souvisí pouze daným materiálem substrátu jeho geometrii.
Ačkoli struktura SIW podobné vlastnosti jako konvenční obdélníkový vlnovod,
rozdíly mezi nimi jsou zjevné.
Vodivostní ztráty: způsobené konečnou vodivostí kovových stěn.4 Hlavní uvažované ztráty SIW
Při návrhu SIW třeba zvážit hlavní ztrátové mechanizmy. SIW struktura tvořena periodickým sledem prokovů
a dvěma rovnoběžnými vodivými deskami. Vidy, které mohou
v SIW vytvořit šířit bezeztrátově, jsou rozdílné než konvenčních vlnovodů [7]. Periodický sled prokovů ovšem hlavním frekvenčně omezujícím
elektromagnetickým jevem [8]. Proto velmi důležité
zjistit, které vidy mohou bezeztrátově šířit struktuře SIW.4.
SIW struktura může být považována speciální typ obdélníkového vlnovodu se
skupinou štěrbin obou svislých stěnách.
1. periodického sledu prokovů lze usoudit, SIW
struktury možný problém nežádaného úniku energie, ztrát. Tyto ztráty lze
minimalizovat vhodným poměrem rozestupů prokovů jejich průměrem platí
podmínka: p/d 2. vybuzení vidu struktuře zde existují
i povrchové proudy.
