Печатная фазированная антенная решетка, страница 2

8 – внутренний проводник отрезка несимметричной полосковой линии, шириной .

9 – вход, на который поступает мощность возбуждения от генератора

Согласно материалам работы [3, разд. 2.3] при величинах Ом и отношения  равны 1.53, так что в результате мм. Ширину  проводников 3, 4 печатного вибратора, изображенного на рисунке 1, выбираем из условия, что она должна лежать в пределах от 1 до 2 мм [2]:  мм.

В результате приходим к топологии, изображенной на рисунке 2а.

Рис.2 Топология одиночного излучателя

а) вид спереди, б) вид с обратной стороны

С целью улучшения полосы согласования в данное симметрирующее устройство добавлено конструктивно-технологическое решение в виде «ласточкина хвоста». Это решение представлено на рисунке 2б и заключается в построении прямоугольного пьедестала, находящегося на обратной стороне подложки и являющегося продолжением основной металлизации в форме «ласточкина хвоста», выполненного за счет травления медной фольги с пробельных мест.

В нашем случае ширина пьедестала мм, а его длина близка к мм, исходя из условия, что длина волны

Добавление «ласточкина хвоста» дает более широкополосное согласование и позволяет экспериментально достичь значений КСВН, близких к единице.

Топология уединенного дипольного излучателя, смоделированная в программе CST Microwave Studio, выглядит следующим образом:

Рис.3 Топология уединенного дипольного излучателя в «CST Microwave Studio»

Расчетная часть.

Все первоначальные размеры взяты из [1].

Для того, чтобы мы могли на диаграмме направленности наблюдать боковые лепестки в плоскости Н, нам необходимо четыре уединенных дипольных излучателя расположить параллельно друг другу.

После проведения ряда расчетов получили, что печатная дипольная фазированная антенная решетка будет реализована на пяти диэлектрических подложках, четыре из которых отводятся для изготовления уединенных дипольных излучателей, эти подложки выполняем размером мм, толщиной 1 мм, с относительной диэлектрической проницаемостью ; и одна подложка размером мм, толщиной 1 мм служит основой для соединительных линий.

Излучателями являются вибраторы, образованные четвертьволновыми печатными проводниками, размером мм, толщиной 20 мкм, расположенными в верхней части лицевой стороны подложки. Обратная сторона подложки полностью облицована медной фольгой 20 мкм, кроме той части, где расположены излучатели. В этой части находятся «ласточкины хвосты».

Для соединения металлизированных поверхностей и излучателей передней стороны подложки, которые имеют структуру в виде буквы «Г», с нижней диэлектрической подложкой используем капельки припоя, размером мм и высотой 4мм.

Питание ФАР осуществляется коаксиальным  кабелем с волновым сопротивлением Ом.

Топология ФАР из 4х излучателей приведена в приложении 1.

Выбираем частотную точку ГГц, и на ней рассчитываем диаграмму направленности, которую можно пронаблюдать в электронном приложении к данной курсовой работе.

Частотная характеристика модуля входного коэффициента отражения представлена в приложении 2.

Для улучшения частотной характеристики и улучшения диаграммы направленности можно изменить геометрические размеры фрагментов печатной платы и повторить расчеты.

Приложение 1

а) вид спереди

б) вид с обратной стороны

в) вид сбоку

Приложение 2

Диаграмма направленности фазированной решетки

Список литературы.

1.  Горбачев А.П. Проектирование печатных фазированных антенных решеток в САПР «CST Microwave studio»: учеб. пособие/ А.П. Горбачев, Е.А.Ермаков. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. – 88с.

2.  Горбачев А.П. Многоэлементные печатные вибраторные антенны: Учеб. пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ.- 2004. – 72с.

3.  Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств/ под ред. В.И. Вольмана. – М.: Радио и связь, 1982. – 328с.