Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 8.
-
НИЗКОПРОФИЛЬНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ БАЗОВОЙ СТАНЦИИ
Во Ба Ау, Ю.В. Юханов2025-01-30Аннотация ▼Рассмотрена конструкция низкопрофильной антенной решетки для базовой станции. Ос-
новной деталью конструкции является квадратный дипольный массив, который представляет
собой утолщенные вибраторы. В конструкции применяется балун в форме «Змейки», который
обеспечивает формирование линий передачи и поддержку излучателей с квадратным контуром.
Улучшение полосы рабочих частот и уменьшение высоты удалось достичь путем размещения
непосредственно между диполем и землей диэлектрического материала с εr = 2, tan(δ) = 0.002,
электрическая толщина которого составила 0,16λ на центральной частоте рабочего диапазона
длин волн. Представлены результаты численного исследования характеристик элементарной
ячейки антенной решетки с периодическими граничными условиями на гранях в программном
обеспечении ANSYS HFSS. Показаны коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) эле-
ментов антенны и элементов прототипа Kathrein 739622. Показана зависимость КСВН элемента
антенны от частоты при различных значениях радиуса диполя. Исследовано влияние размера ба-
луна на характеристики элемента антенной решетки. Расчетным путем установлено, что выбор
радиуса диполя позволяет укорочить диполь в 1,5 раза и выбор размера балуна в форме «Змейки»
обеспечивает уменьшить высоту антенны при этом не ухудшаются характеристики антенны.
Показаны диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях. На основе
предложенного элемента разработаны модели конечных антенных решеток. Эта антенна обыч-
но состоит из ряда 4 идентичных элементов, установленных вдоль вертикальной линии, что фор-
мирует антенную решетку. Показаны КСВН и коэффициент усиления (КУ) антенной решетки и
также диаграммы направленности антенной решетки в горизонтальной и вертикальной плоско-
сти на разных частотах. Результаты моделирования показывают, что благодаря предложенной
оригинальной идее трансформации прямолинейного балуна в криволинейный в форме «змейки» и
утолщенных вибраторов удалось получить конструкцию излучателя базовой сотовой связи,
уменьшенную в 1,5 раза по сравнению с применяемыми антеннами на практике в Kathrein 739622 с
не худшими характеристиками. -
ДВУХПОЛЯРИЗАЦИОННАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА ВИВАЛЬДИ С УМЕНЬШЕННОЙ ВЫСОТОЙ ПРОФИЛЯ
И.Н. Бобков , Ю.В. Юханов2024-11-10Аннотация ▼Исследован элемент плоской антенной решетки Вивальди, предназначенной для работы на
двух линейных поляризациях. Излучатели антенной решетки представляют диэлектрические под-
ложки с двусторонней металлизацией и состоят из расширяющегося щелевого раскрыва, распре-
деленного симметрирующего трансформатора и короткого отрезка микрополосковой линии. При
этом длина симметрирующего трансформатора уменьшена за счёт придания ему формы сину-
соиды и, таким образом, уменьшен продольный размер излучателей и высота профиля всей ан-
тенной решетки. Соединение соседних излучателей осуществляется при помощи металлических
столбиков, расположенных на металлическом экране. Представлены результаты численного ис-
следования характеристик согласования и излучения элементарной ячейки с периодическими гра-
ничными условиями на гранях. Показано, что несмотря на уменьшение длины излучателей Виваль-
ди, за счёт миниатюризации распределенного симметрирующего трансформатора, в антенной
решетке не происходит сужения полосы рабочих частот. Расчётный коэффициент усиления эле-
ментарной ячейки близок к теоретически достижимому коэффициенту направленного действия
апертуры такой же площади, что и элементарная ячейка. Коэффициент полезного действия при
излучении по нормали не опускается ниже 75% во всей полосе рабочих частот. Проведенное ис-
следование характеристик излучения при сканировании луча диаграммы направленности в E-, H- и
D-плоскостях показало возможность отклонения луча на 60º без появления эффекта «ослепления»
антенной решетки. Установлено влияние развязки между ближайшими ортогональными элемен-
тами антенной решетки на КПД при сканировании луча в диагональной плоскости. Представлен-
ные результаты исследования кросс-поляризационных характеристик элемента при отклонении
луча на угол 45º в D-плоскости показывают, что коэффициент усиления элементарной ячейки на
кросс-поляризации меньше коэффициента усиления на ко-поляризации на значение от 6 до 15 дБ.
Полоса рабочих частот, определяемая по уровню КСВН≤3, составила от 915 до 7500 МГц. -
ОПТИМИЗАЦИЯ ВСЕНАПРАВЛЕННОЙ АНТЕННЫ 2 × 2 MIMO ДЛЯ ВНУТРЕННИХ ПРИЛОЖЕНИЙ 2G, 3G, 4G И 5G
И. А. Алшимайсаве , Ю.В. Юханов2024-10-08Аннотация ▼Из-за сосуществования нескольких типов сетей связи и растущей потребности в высоко-
скоростной передаче данных многочастотные и широкополосные системы связи приобрели попу-
лярность в качестве тем для изучения. Всенаправленные антенны могут обрабатывать больше
отдельных диапазонов частот и полезны для различных устройств беспроводной связи благодаря своей диаграмме направленности, которая облегчает эффективную передачу и прием с мобильно-
го устройства. Однако для систем мобильной связи, поддерживающих приложения 2G, 3G, 4G и
будущих 5G, использование антенны с высокой пропускной способностью может иметь решаю-
щее значение. Поскольку 5G предлагает своей обширной базе пользователей более высокую ско-
рость передачи данных, большую надежность и снижение энергопотребления, были опубликованы
многочисленные исследования широкополосных антенн 5G. Благодаря своим многочисленным пре-
имуществам, таким как более высокая пропускная способность канала, лучшая производитель-
ность передачи и приема сигнала, возможность размещать большие антенны в крошечных про-
странствах и многое другое, MIMO стала важнейшей технологией для 5G. Недавно для мобиль-
ных телефонов было предложено несколько различных типов антенн 5G MIMO. В этом исследо-
вании предлагается внутренняя система связи GSM/3G/LTE/5G с использованием широкополосной
MIMO-антенны 2 × 2. В антенне используются два антенных элемента, равномерно расположен-
ных вокруг центра, для формирования всенаправленной диаграммы направленности. Одновременно
достигаются превосходные свойства всенаправленного излучения и широкая полоса пропускания.
Полоса импеданса (0,7–5,3) ГГц может быть достигнута с обратными потерями до -23 по ре-
зультатам моделирования и усилением до 6,5 дБ. Для моделирования антенны используется ANSYS
HFSS (High Frequency Structure Simulator) 2020. -
НИЗКОПРОФИЛЬНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА СИЛЬНО СВЯЗАННЫХ ДИПОЛЕЙ КРУГОВОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ
Ба Ау Во , И.Н. Бобков , Ю.В. Юханов2024-10-08Аннотация ▼Рассмотрена конструкция низкопрофильной антенной решетки сильно связанных диполей
круговой поляризации. Основной деталью конструкции являются два скрещенных диполя в печат-
ном исполнении. Квадратурное возбуждение обеспечивается полосками в форме дуги окружно-
сти, соединяющими пары ортогонально расположенных плеч на верхнем и нижнем слое металли-
зации. Для обеспечения емкостной связи между элементами применяются металлические диски,
гальванически соединенные с основанием при помощи металлических стержней. Для расширения
полосы рабочих частот и улучшения характеристик излучения антенной решетки непосредствен-
но над диполями расположен согласующий слой пластика Eccostock HiK. Представлены результа-
ты численного исследования характеристик элементарной ячейки антенной решетки с периоди-
ческими граничными условиями на гранях в программном обеспечении ANSYS HFSS. Показана воз-
можность работы в широкой полосе частот по заданному уровню согласования и коэффициента
эллиптичности. Показана зависимость характеристик согласования и коэффициента эллиптич-
ности от размеров полоска, обеспечивающего квадратурное питание плеч диполей. Расчетным
путем установлено, что выбор радиуса полоска, обеспечивающего квадратурное возбуждение
плеч диполей, представляет собой компромисс между широкой полосой рабочих частот и лучшим
коэффициентом эллиптичности в центре диапазона. Показано, что использование расположенно-
го непосредственно над слоем диполей согласующего слоя в решетках сильно связанных диполей
круговой поляризации обеспечило согласование в широкой полосе частот при сохранении электрически малой высоты профиля. На основе предложенного элемента разработаны модели конечных
антенных решеток из 3×3, 4×4, 5×5 и 6×6 элементов. Показано влияние элементов, расположен-
ных на краях, на характеристики антенной решетки. Исследована возможность улучшения ха-
рактеристик за счёт подсоединения крайних элементов к согласованным нагрузкам. -
ИЗМЕРЕНИЕ МАЛОЗАМЕТНЫХ ОБЪЕКТОВ В БЭЗЭХОВОЙ КАМЕРЕ
К. А. Синанян , Ю.В. Юханов , И.В. Ильин , И.В. Мерглодов2024-01-05Аннотация ▼Анализируются развитие мирового и российского рынков беспилотных летательных
аппаратов, перспективы развития и роста рынка беспилотных летательных аппаратов.
Подчеркивается важность достоверного измерения эффективной поверхности рассеяния
малозаметных беспилотных летательных аппаратов. Рассматриваются методы уменьшения
паразитного отражения от опорно-поворотного устройства внутри безэховой камеры - использование колонны из радиопрозрачного материала и использование пилона из проводящего
материала. Приведены результаты расчетов в HFSS применения колонны из радиопрозрачного
материала и пилона из проводящего материала. Анализируется влияние учета фона безэховой
камеры на достоверность измерения эффективной поверхности рассеяния малозаметных
летательных аппаратов и существующие методы учета фона безэховой камеры, позволяющие
снизить паразитные обратные отражения в безэховой камере при измерении малозаметных
объектов. Рассматривается теневая зона, возникающая на задней стенке безэховой камеры
при измерении малозаметных объектов в безэховой камере. Анализируется вклад теневой зоны,
возникающей на задней стенке безэховой камеры при измерении эффективной поверхности
рассеяния малозаметных объектов, на достоверность измерения эффективной поверхности
рассеяния малозаметных объектов внутри безэховой камеры и демонстрируется
необходимость учета вклада теневой зоны при измерениях эффективной поверхности
рассеяния малозаметных объектов в безэховой камере. Приведен классический метод учета
фона безэховой камеры, являющийся основой предложенного нового метода. Разобран основной
недостаток классического метода учета фона безэховой камеры. Предложен новый метод
измерения моностатических диаграмм обратного рассеяния, позволяющий учесть недостаток
классического метода учета фона безэховой камеры при измерении эффективной поверхности
рассеяния малозаметных объектов внутри безэховой камеры. Суть этого метода заключается
в использовании клина из проводящего материала, который располагается в теневой зоне зад-
ней стенки безэховой камеры, непосредственно за измеряемым малозаметным объектом. Эф-
фективность нового метода показана в программной среде HFSS, на созданной в HFSS модели
безэховой камеры БЭК ЦКП ПЭДиАИ кафедры АиРПУ ЮФУ -
5G ДВУХДИАПАЗОННАЯ ПРЯМОУГОЛЬНАЯ МИКРОПОЛОСКОВАЯ АНТЕННА С ДВУМЯ ТРАВЛЕНИЯМИ И ВЕРХНИМ ШЕСТИГРАННЫМ ВЫРЕЗОМ НА КОНЦЕ CPW FED
Ю.В. Юханов , И. А. Алшимайсаве2023-02-27Аннотация ▼Во всем мире беспроводная или удаленная связь стала фундаментальной и незамени-
мой. Каждый день миллиарды пользователей получают доступ к звонкам, Интернету и
социальным сетям. Многие электрические устройства, в том числе антенны, используют-
ся в сложных сетях и системах, поддерживающих такой массивный обмен информацией.
Электрическое устройство, известное как антенна, отправляет или принимает информа-
цию в космосе. Антенна является ключевым компонентом многих систем, в том числе ра-
дио- и телевизионной передачи, приемников связи, радаров, сотовых телефонов, гаджетов
с поддержкой Bluetooth и спутниковой связи. Быстрое распространение беспроводных
технологий и персональной связи увеличило спрос на многодиапазонные антенны, которые
могут работать на нескольких частотах и подходят для различных приложений. В этой
статье представлена двухдиапазонная прямоугольная микрополосковая патч-антенна с компланарным волноводом (CPW) для приложений 5G, WiMAX, ISM и WLAN. Предлагаемая
антенна надежна, дешева, легка и проста в изготовлении, резонирует на частоте 2,4 ГГц
при -12,182379 s11 с полосой пропускания 205,7 МГц и на частоте 3,42 ГГц при -37,344879
s11 с полосой пропускания 464,9 МГц, тогда как усиление составляет 3,85 и 3,41 соответ-
ственно. Патч-элементы размещаются на изолирующей подложке FR408 (без потерь) с
относительной диэлектрической проницаемостью 3,75, высота подложки составляет
1,6 мм. Результаты моделирования представлены с помощью CST STUDIO SUITE 2019. -
ШИРОКОПОЛОСНОЕ ДОУ НА ОСНОВЕ ПЕЧАТНОЙ ЛИНЗЫ РОТМАНА ДЛЯ МНОГОЛУЧЕВЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК
Д.Е. Губарев , Ю.В. Юханов154-1642025-08-01Аннотация ▼Наиболее известной диаграммообразующим устройством (ДОУ) (для линейных и
плоских МАР) является линза Ротмана, большой интерес к которой вызван тем, что она
позволяет формировать веер лучей МАР в широком пространственном секторе углов (ши-
рокоугольное сканирование), имеет довольно высокий КПД и МАР с линзой Ротмана имеет
низкий уровень боковых лепестков. Другим достоинством МАР с линзой Ротмана является
слабая зависимость положения лучей в пространстве от частоты, в отличие от МАР с
матричной ДОУ Батлера, у которой при высоком КПД (теоретически 100%) положение
лучей зависит от частоты. Однако разработанные ранее аналоги линзы Ротмана, имеют
большие размеры, требуют в конструкции дополнительные составные части, что влияет
на коэффициент передачи линзы в рабочем диапазоне частот от 2 ГГц до 20 ГГц и на со-
гласованность устройства с другими узлами приемопередающей аппаратуры. Отсюда
следует, что исследование и модернизация линзовых структур, применительно к многолу-
чевым антенным решеткам (МАР) является актуальной темой для исследования. Цель
работы предложить методику расчета линзы Ротмана, модернизировать конструкцию
линзы, изготовить макет линзы и провести экспериментальное исследование линзы с це-
лью получения конструктивных методов оптимизации характеристик линз Ротмана для
использования их в МАР в диапазоне частот от 2 ГГц до 20 ГГц. В результатах статьи-
оценены габариты линзы, масса линзы, коэффициент передачи, простота конструкции по
сравнению с разработанными ранее аналогами. Предложена методика расчета геометрии
линзы Ротмана, экспериментально на векторном анализаторе цепей исследован КСВ пе-
чатной линзы Ротмана, получены конструктивные методы оптимизации характеристик
линз Ротмана для использования их в многолучевых антенных решетках. Изготовлен макет
широкополосной линзы Ротмана в микрополосковом исполнении с максимальным КСВ 1.3
(S21) в диапазоне рабочих частот от 2 до 20 ГГц, размер линзы составил 150х100, масса
линзы составила 0.4 кг. По этим параметрам линза Ротмана превосходит разработанные
раннее аналоги. -
РАЗРАБОТКА ЧЕТЫРЕХСТУПЕНЧАТОЙ ЛИНЗЫ ЛЮНЕБЕРГА ДЛЯ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК РАДИОПЕЛЕНГАТОРОВ
Д. Е. Губарев , Ю.В. Юханов2022-01-31Аннотация ▼В рамках НИР «Линза» проводимой на предприятии АО «ТНИИС» разработана
конструкция четырехступенчатой линзы Люнеберга на основе однородного ступенчато-
го диэлектрика, изготовлен макет с внешним диаметром 210 мм (материал диэлектрика
полистирол ПТ-3 ε=2,6), удовлетворяющий симфазности и равномерному амплитудному
распределению лучей на выходе апертуры линзы. Ширина ДН составила от 10 -14 град.
Уровень боковых лепестков на частотах fв,fср,fн не превышает -13 дБ по уровню, масса
0.3 кг. По этим параметрам на заданных частотах линза отличается от разработа н-
ных ранее аналогов. Цель работы разработать конструкцию и изготовить макет четы-
рехступенчатой линзы Люнеберга на основе однородного ступенчатого диэлектрика,
который будет по своим характеристикам не уступать зарубежным аналогам, что
позволит обеспечить возможность импортозамещения. А также одной из целей работ ы
— это упростить согласование такой линзы с фидерным трактом и приемопередающей
аппаратурой, производство которой было бы экономически целесообразной по сравн е-
нию с аналогами. Также необходимо провести экспериментальное исследование ди а-
граммообразующего устройства на основе данной линзы с целью получения диаграмм
направленности центрального луча и в всех 7-ми выходных лучей линзы Люнеберга на
заданных трех частотах.
1 - 8 из 8 результатов
