РЕФЕРАТ 2
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Описание и область применения 10
1Л Структура ФАР 10
1.1.1 Технические характеристики ФАР 14
1.1.2 Особенности построения ФАР 23
1.1.3 Выбор типа излучателя 25
1.2 Технические характеристики сетей сотовой связи пятого поколения 29
2. Общие сведения о расчете излучателя и его параметрах 34
2.1 Расчет геометрических параметров антенны 38
2.2 Создание модели излучателя 46
2.3 Диаграмма направленности излучателя 53
3. Создание всей фар 58
3.1 Диаграмма направленности ФАР 59
4 Результаты исследования модели 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 66
Антенны СВЧ широко применяют в различных областях радиоэлектроники — связи, телевидении, радиолокации, радиоуправлении, а также в системах инструментальной посадки летательных аппаратов, радиоэлектронного противодействия, радиотелеметрии и др. Успешное развитие радиоастрономии и освоение космоса во многом связаны с достижениями антенной техники СВЧ. В последние годы намечаются новые области использования СВЧ антенной техники, например для передачи СВЧ энергии на большие расстояния. Широкое распространение получили фазированные антенные решетки.
ФАР способны обеспечивать наиболее широкие функциональные возможности радиосистем, используемых в радиолокации, связи и радиоастрономии. Основные электрические параметры фазированной антенной решетки (ФАР) в значительной степени определяются характеристиками излучателей элементов ФАР, такими как : диаграмма направленности, коэффициент усиления, входное сопротивление и др. Управление фазами позволяет : формировать (при весьма разнообразных расположениях излучателей) необходимую диаграмму направленности (ДН) ФАР (например, остронаправленную ДН — луч), изменять направление луча неподвижной ФАР и осуществлять быстрое сканирование — качание луча; управлять в определённых пределах формой ДН — изменять ширину луча, интенсивность боковых лепестков и т.п. Эти и некоторые другие свойства ФАР, а также возможность применять для управления ФАР современные средства автоматики и ЭВМ обусловили их перспективность и широкое использование в радиосвязи, радиолокации, радионавигации, радиоастрономии и.т.д. ФАР, содержащие большое число управляемых элементов, входят в состав различных наземных (стационарных и подвижных), корабельных, авиационных и космических радиоустройств.
Ведутся интенсивные разработки в направлении дальнейшего развития теории и техники ФАР и расширения области их применения.
В ходе исследования было замечено улучшение показателей КСВ и S—параметров , также замечено сужение главного лепестка и уменьшение уровня боковых лепестков , что говорит об улучшении характеристик в связи с ростом частоты.
Продемонстрирована возможность построения малогабаритных ФАР из расширяющихся щелевых излучателей с лепестками в виде эллипса. При этом такие элементы решётки удобно использовать, комбинируя их расположение и схемы подключения для создания различных типов поляризаций (горизонтальной, вертикальной, наклонной, круговой).
Одна из ключевых областей применения антенной решетки - компактные сверхширокополосные датчики, работающие на небольших дальностях 0... 20 м с отсутствием мёртвых зон:
— охранные интеллектуальные датчики для обнаружения людей и различения их от помеховых сигналов (животные, деревья и т.п.);
— датчики для определения координат и позиционирования объектов;
— датчики для точного измерения расстояния, в том числе в оптически непрозрачных средах;
— датчики для дистанционного определения частоты дыхания и пульса человека;
— в других областях.
Следует отметить высокий уровень усиления сигнала на широкой полосе частот, что позволяет использовать данную антенную решетку в различных стандартах связи, сохраняя основные характеристики. Данный тип антенн рекомендован для использования в современных беспроводных системах связи.
В дипломной работе проведён обзор и анализ диаграмм направленности антенных решеток пятого поколения. В результате , можно сделать вывод , о том , что будет целесообразней начать разрабатывать новые антенны для 64
базовой станции пятого поколения, которые позволили бы существенно уменьшить общее число антенн, находящихся на одной башне.
В результате численных исследований были определены конструкции излучателей, имеющие хорошие массогабаритные характеристики и обеспечивающие допустимое изменение ширины луча в горизонтальной плоскости рабочих диапазонах частот связи пятого поколения. Определены зависимости характеристик направленности от частоты, иллюстрирующие возможность работы излучателей в двух рабочих диапазонах базовых станций связи пятого поколения.
2. Рассмотрены оптимальные формы диаграмм направленности в вертикальной плоскости. Выполнен синтез 17- элементной антенной решетки .
3. Предложено построение антенн базовых станций осуществлять на основе широкополосных антенных решеток из излучателей Вивальди.
