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.
. Obr. Substrát vybrán pomocí simulace programu
Ansoft HFSS modelu antény jednou štěrbinou buzenou běžným vlnovodem pro
zvolenou šířku štěrbiny c. uvažovaný model štěrbinové
antény buzené klasickým vlnovodem.
Substrát tloušťka [mm]
Arlon 25N 3,38 0,0025 1,524
CuClad 217 2,17 0,0009 1,524
Tab. antény důvodu jednoduchosti modelu ekvivalentnosti
vlastností SIW nejprve uvažováno buzení běžným vlnovodem pevnými stěnami.
Výška obou substrátů 1,524 mm. jednoduššího typu
štěrbinové antény proveden výběr substrátu, výběr poměru fprac/fkrit volba přesahu
pokovení substrátu okolo konvenčního vlnovodu. Vlnovod buzen příčné straně rovině XZ
vlnovodným portem.1 Výběr substrátu
Pro výběr vhodného materiálu jsou zvoleny substráty menší hodnotou relativní
permitivity εr, tabulce Tab.26
4 Návrh realizace anténní řady 2x1
Postup návrhu rozdělen několika etap. Anténa navrhována pro Wi-Fi pásmo
5 GHz, šířka uvažovaného pásma 5,45 5,725 GHz, lineární polarizace.1 4. Parametry vybraných substrátů [18], [19]
Pro uvažované substráty jsou přepočítány rozměry vlnovodu délka štěrbiny pro
střední pracovní kmitočet 5,6 GHz (vztahy 4. Šířka štěrbiny zvolena mm. Jelikož Ansoft HFSS založen
na metodě konečných prvků, vlnovod modelován stěnami PEC materiálu nulovou
tloušťkou. nejjednodušší antény štěrbinou přes
anténní řadu 2x1 anténní řadu 2x2, která cílem práce. kapitole jsou uvažovány některé
modifikace antény pro zvětšení šířky pásma jako změna tloušťky substrátu změna
obdélníkového tvaru štěrbiny tvar motýlku.
4.
V Ansoft HFSS nastaveno řešení adaptivní mřížkou konvergenčním činitelem
Delta 0,008, který definován jako maximální změna velikosti S-parametru mezi
dvěma sobě následujícími kroky simulace. Všechny modely simulace jsou
tvořeny programu Ansoft HFSS. Šířka pásma
je odečítána pro hodnotu činitele odrazu s11 -10 dB. jsou uvedeny jejich parametry pro frekvenci GHz.3)
