|
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.
SIW struktura tvořena periodickým sledem prokovů
a dvěma rovnoběžnými vodivými deskami.5 Návrh vlnovodu integrovaného substrátu
SIW vyroben periodické struktury prokovů realizovaných skrz oboustranně
pokovený dielektrický substrát. periodického sledu prokovů lze usoudit, SIW
struktury možný problém nežádaného úniku energie, ztrát. 7b), může
dojít výraznému vyzařování, což vlastně princip vlnovodné štěrbinové antény. 7a), kdy štěrbiny nejsou kolmé povrchové proudy svislých stěnách vid je
v této struktuře zachován. Vidy, které mohou
v SIW vytvořit šířit bezeztrátově, jsou rozdílné než konvenčních vlnovodů [7]. Periodický sled prokovů ovšem hlavním frekvenčně omezujícím
elektromagnetickým jevem [8].
Ačkoli struktura SIW podobné vlastnosti jako konvenční obdélníkový vlnovod,
rozdíly mezi nimi jsou zjevné.
Ztráty vyzařováním: způsobené úniky energie mezi prokovy. Důležitým výsledkem tedy je, strukturách SIW mohou
existovat pouze vidy TEm0 [1]. Tyto
ztráty souvisí pouze daným materiálem substrátu jeho geometrii. Dominantní vid TE10 splňuje podmínku dle
Obr.
1. Mohou být
redukovány zvětšením tloušťky substrátu.
Dielektrické ztráty: dané ztrátovým činitelem dáno vlastnostmi substrátu. vybuzení vidu struktuře zde existují
i povrchové proudy. Tyto ztráty lze
minimalizovat vhodným poměrem rozestupů prokovů jejich průměrem platí
podmínka: p/d 2.
Pokud jsou štěrbiny vyříznuty podél směru tekoucího proudu (proud teče rovnoběžně
s řezem štěrbiny), vyzařování nepatrné. Jsou-li povrchové proudy kolmé štěrbinu viz Obr.
Vodivostní ztráty: způsobené konečnou vodivostí kovových stěn.9
Na základě velikosti ztrátového činitele posuzuje kvalita dielektrických
materiálů.
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.
SIW struktura může být považována speciální typ obdélníkového vlnovodu se
skupinou štěrbin obou svislých stěnách. Uvnitř vlnovodu dielektrikum relativní
permitivitě εr. Proto velmi důležité
zjistit, které vidy mohou bezeztrátově šířit struktuře SIW.4.4 Hlavní uvažované ztráty SIW
Při návrhu SIW třeba zvážit hlavní ztrátové mechanizmy.
