|
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.
Dosažená
šířka pásma realizované antény 310 MHz, což zcela postačuje pro uvažovanou
aplikaci. této antény bylo dosaženo největší šířky pásma to
343 MHz.
Praktická část práce soustředěna návrh realizaci anténních řad 2x1 2x2
na bázi SIW.
Práce byla rozšířena kapitolu zabývající doplněním anténní řady 2x2 boxem
pro venkovní použití. realizované anténní řady 2x2 boxem byly pro ověření správné
činnosti antény změřeny činitel odrazu vstupu antény, směrové charakteristiky na
několik kmitočtech zisk antény. Změřené směrové charakteristiky malé rozdíly odpovídají
charakteristikám simulací. Pouze dvojnásobnou
šířkou substrátu bylo dosaženo větší skoro dvojnásobné šířky pásma oproti
klasickým obdélníkovým štěrbinám, B-10 470 MHz. antény byl
změřen činitel odrazu vstupu antény tím ověřena správná činnost antény. Pro zvětšení šířky pásma byly analyzovány modifikace antény
jako dvojnásobná tloušťka substrátu motýlkový motiv štěrbin. Pro návrh realizaci antén bázi SIW byl
vybrán přechod koaxiálního vedení SIW. Velkou výhodou nulové parazitní
vyzařování přechodu jeho jednoduchost oproti mikropáskovým přechodům. Parametry boxu byly změřeny zahrnuty při návrhu
a optimalizaci antény simulačním programu. Potlačení bočních laloků přes celé pásmo Wi-Fi větší jak dB. Anténní řada 2x2 byla mírně
modifikována pro umístění boxu doplněna vyrobené koaxiální prodloužení
napájení antény. Anténní řada
2x1 SIW byla navržena realizována obdélníkovými štěrbinami. Domácí síť LAN byla
bez problémů připojena prostřednictvím této antény internetu. Jsou rozebrány
typické přechody vedení strukturu SIW. Komerční anténa pro
Wi-Fi byla nahrazena realizovanou anténní řadou 2x2 boxem. Vlivem boxu došlo mírnému zúžení hlavního laloku rovině směrové
charakteristiky hodnotu 2θH 42° tím došlo zvětšení zisku dBi
(simulace), změřená hodnota zisku 11,49 dBi.
U realizované anténní řady 2x2 bylo dosaženo menší, ale dostačující šířky pásma
pro danou aplikaci oproti řadě 2x1 275 MHz, avšak zisk (ze simulace) vzrostl
na hodnotu 11,22 dBi.
Na závěr byla úspěšně ověřena funkčnost antény praxi.
Z důvodu úzkopásmovosti štěrbinových antén pokrytí Wi-Fi pásma byly rozměry
a parametry obou antén optimalizovány pro maximalizaci impedanční šířky pásma,
zejména šířka štěrbin. Zisk simulace pro frekvenci 5,6 GHz 8,4 dBi. této antény bylo dosaženo všech 3
vyrobených antén nejlepších parametrů. Anténa málo směrová,
což dokládá šířka hlavního laloku rovině 2θE 96°. Anténní řada 2x2 směrovější, šířka hlavního laloku rovině
E 2θ0,7 48°. Potlačení bočních laloků přes celé pásmo Wi-Fi více
než dB. Antény jsou navrženy realizovány substrát Arlon CuClad 217.76
6 Závěr
V diplomové práci prostudován princip činnosti, vlastnosti postup návrhu
štěrbinové anténní řady bázi vlnovodu integrovaného substrátu. dalšího řešení této
modifikace bylo upuštěno důvodů složitější realizace antény strukturou SIW, avšak
pro velké šířky pásma využití větší tloušťky substrátu vhodné řešení.
