Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 7.
-
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. -
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. -
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. -
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. -
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. -
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. -
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.
1 - 7 из 7 результатов
