- •Исследование сверхширокополосных печатных антенн методические указания
- •1. Домашнее задание
- •2. Краткие сведения об исследуемых антеннах
- •2.1. Антенна Вивальди
- •2.2 Симметричный вибратор с плечами эллиптической формы Общий вид печатного элемента подобного вида показан на рисунке 2.
- •2.3. Гибридный элемент
- •3. Лабораторное задание
- •4. Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Исследование сверхширокополосных печатных антенн методические указания
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
3. Лабораторное задание
1. Исследование антенны Вивальди (рисунок 1).
1.1 Создайте описание антенны в программе MMANA для размеров, указанных в пункте 2.3. Антенна находится в свободном пространстве.
1.2 Добейтесь минимального КСВ антенны путем изменения высоты расположения ее активного элемента. Зарисуйте диаграмму направленности (ДН) соответствующую этому случаю и приведите основные характеристики антенны, полученные при моделировании. Зарисуйте распределения токов на эскизе антенны.
1.3 Постройте графики частотных характеристик: КСВ, входного сопротивления и коэффициента усиления в полосе 0,08fцентр. Приведите две ДН соответствующие двум крайним частотам.
2. Исследование вибратора с плечами эллиптической формы (рисунок 2).
2.1 Пользуясь приблизительными размерами элементов, которые приведены в п. 2.1, создайте описание антенны в программе MMANA для ее моделирования. Используемая для расчетов частота излучения приведена в таблице 1.
Таблица 1
№ варианта |
Частота, ГГц |
1 |
4 |
2 |
5 |
3 |
6 |
4 |
7 |
2.2 Проведите моделирование антенны находящейся в свободном пространстве с целью получения ее основных характеристик на центральной частоте.
Зарисуйте получившуюся ДН с указанием основных параметров: коэффициента усиления, входного сопротивления, отношения F/B и значения КСВ.
2.3 Постройте частотные зависимости коэффициента усиления Ga, входного сопротивления и КСВ при отсутствии согласующего устройства (флажок «КСВ–Вкл» должен отсутствовать) в полосе 1,15fцентр.
2.4 Постройте ДН для двух крайних частот рабочего диапазона заданного в п. 2.3 при изменении величины малой полуоси эллипса в 1.5 раза в сторону уменьшения. При этом величина большей полуоси оставьте неизменной.
3. Исследование гибридного элемента (рисунок 3).
3.1 Создайте описание геометрии антенны, пользуясь указанными в п.3 данными. Антенна располагается в свободном пространстве.
3.2 Проведите исследование зависимости ДН в вертикальной и горизонтальной плоскости на частоте, указанной в таблице 1.
3.3 Постройте частотную зависимость КСВ и усиления Gа для диапазона частот от 3 до 8 ГГц. Определите полосу частот, где КСВ меньше 2.
3.4 Создайте под гибридным элементом подстилающую поверхность из идеального проводника размерами 500 х 500 мм2 на расстоянии 200 мм от точки запитки элемента.
На частоте, используемой в п. 2.2. определите форму ДН в вертикальной и горизонтальной плоскости. Зарисуйте её.
3.5 Измените толщину подложки, сначала уменьшив ее в 1.2 раза, а затем увеличив в 1.2 раза относительно исходного размера, приведенного в п.3. Постройте зависимости КСВ в полосе частот от 3 до 8 ГГц для этих двух случаев.
4. Контрольные вопросы
Что такое сопротивление излучения антенны?
Из каких соображений выбирается толщина подложки антенны Вивальди, исследуемой в лабораторной работе?
Дайте рекомендации по применению антенны Вивальди.
Чем обусловлена сверхширокополосность вибраторной антенны с плечами эллиптической формы?
С какой целью сделаны вырезы в плечах вибратора на рисунке 2?
Как влияет расположение под гибридной антенной подстилающей поверхности из идеального проводника на направленные свойства излучателя? Чем это обусловлено?
Каким способом можно согласовать гибридный элемент с несимметричным трактом с волновым сопротивлением 50 Ом?
Какие параметры антенны ухудшаются при ее расположении на опорной мачте или носителе (автомобиле)?
Чем обусловлена сверхширокополосность гибридной антенны?
С какой целью используются металлические экраны у антенных элементов на рисунках 2 и 3?