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