Моделирование 9-элементной фар В САПР «MicrowaveStudio», страница 8

Вот теперь можно запускать программу на расчет всех характеристик проектируемой фазированной антенной решетки в требуемой полосе частот. Эта процедура подробно описана в методических указаниях к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Устройства СВЧ и антенны» (лаборатория IV – 521) кафедры «РП и РПУ». В соответствии с этими указаниями вначале рассчитывается частотная характеристика «возвратных» потерь [(Return Loss (RL)]. Если эта характеристика удовлетворяет поставленным в техническом задании требованиям, то по ней выбирается частотная точка (или несколько точек), где следует рассчитать диаграмму направленности ФАР, уровень кросс-поляризации, распределения токов на поверхностях проводящих слоев и структуру электрического и магнитного полей вокруг ФАР. При этом отметим, что модуль входного коэффициента отражения на входе ФАР  связан со входным коэффициентом стоячей волны  и уровнем «Return Loss» (RL, в децибелах) соотношением

                          .                  (4.7)

В рассматриваемом примере такой точкой является значение 2784 МГц. Именно на этой частоте была рассчитана трехмерная диаграмма направленности (рис. 4.12) и все остальные характеристики (эти характеристики из-за ограничения объема данного пособия не приведены). Частотная характеристика модуля входного коэффициента отражения представлена на рис. 4.13.

Рис. 4.12

Рис. 4.13

Заключение

Материалы данного учебного пособия могут быть использованы при проектировании и других типов печатных дипольных антенн, таких как логопериодические, антенные решетки с электрически коммутируемыми ортогональными поляризациями, многополосные и совмещенные антенные решетки и др. Для этого следует, воспользовавшись материалами первого блока, сформировать соответствующий облик начального приближения разрабатываемого проекта, а затем воспользоваться материалами разделов 2 и 4 (т. е. второго блока) пособия. При этом нет никаких ограничений на марки диэлектриков и диапазоны рабочих частот проектируемых антенн современных телекоммуникационных, радиолокационных и родственных систем.

Следует отметить, что пока в САПР «CST Microwave Studio» непосредственно не задействованы искусственные материалы (так называемые «метаматериалы»), характеризующиеся отрицательными реальными частями как диэлектрической, так и магнитной проницаемости. Но, думается, что в самое ближайшее время появятся версии этой САПР и с «метаматериалами».

Тем не менее уже сейчас возможно проектирование дипольных антенн и антенных решеток, реализованных на многослойных подложках, содержащих ансамбли печатных или щелевых кольцевых элементов, описанных в разделе 1. Эти излучающие элементы при определенных расчетных соотношениях формируют искусственную подложку, обладающую отрицательной реальной частью эффективной диэлектрической проницаемости в определенной полосе частот. Поэтому несмотря на отсутствие метаматериалов в «меню» САПР исследование таких антенн с использованием «CST Microwave Studio» все-таки можно проводить.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Антенны и устройства СВЧ / Под ред. Д. И. Воскресенского. – М.: Радио и связь, 1981. – 431 с.

2. Сазонов Д. М. Антенны и устройства СВЧ. – М.: Высш. шк., 1988.

3. Антенны и устройства СВЧ / Под ред. Д. И. Воскресенского. – М.: Радио и связь, 1994.

4. Никольский В. В. Электродинамика и распространение радиоволн / В.В. Никольский, Т.И. Никольская. – М.: Наука, 1989.

5. Сазонов Д. М. Устройства СВЧ / Д. М. Сазонов, А. Н. Гридин, Б. А. Мишустин. – М.: Высшая школа, 1981.

6. Марков Г. Т. Антенны / Г. Т. Марков, Д. М. Сазонов. – М.: Энергия, 1975.

7. Справочник по математике / Г. Корн, Т. Корн. – М.: Наука, 1974.

8. Патент РФ № 2255393, Н 01 Р 1/04, 5/10 / А. П. Горбачев, Е. В. Чубарь. «Симметрирующее устройство», опубликовано 27.06.2005, Бюл. № 18.

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

10. Горбачев А. П. Диаграммообразующие устройства многолучевых антенн: Метод. указ. / А. П. Горбачев, Е. А. Ермаков. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006.

11. Горбачев А. П. Электромагнитно связанные линии передачи и их применение в антенных системах: учеб. пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002.