Разработка и исследование характеристик макета широкополосной несимметричной антенны для задач измерения шумов коротковолнового диапазона

ВВЕДЕНИЕ 4
1 Обзор работ по электрически малым антеннам 8
1.1 Введение 8
1.2 Основные ограничения на параметры электрически малых антенн ..
................................................................................................................ 8
1.3 Электрические и магнитные петли и диполи 13
1.4 Монополь зигзаг-меандр Вонга-Кинга 13
1.5 Спирали Беста 13
1.6 Вибраторы петлевые и монополи сложенные 14
1.7 Гоубау антенна 15
1.8 Антенны из патча 16
1.9 Слив и пиф антенны 19
1.10 Петлевые антенны 21
1.11 Векторный сенсор 22
1.12 Диэлектрические резонаторные антенны 23
1.13 Обмоточная тороидальная спиральная антенна 28
1.14 Антенны на основе линий передачи 29
1.15 Гало рамочная, хула обручная и ДДРР антенны 30
1.16 Нагруженные антенны с диэлектриками 32
1.17 Меандровые антенны 35
1.18 Крестовый монополь 36
1.19 Скрещенно-полевые антенны 38
1.20 Диполь снайдера 41
1.21 Антенна сдвоенная петля 42
1.22 Многоплечевой диполь 43
1.23 Комплиментарная парная антенна 44
1.24 Интегрированная антенна 45
1.25 Антенна в оболочке среды Веселаго 46
1.26 Фрактальные антенны 48
1.27 Чип-антенны 52
1.28 Случайно сегментированные антенны 52
1.29 Множественные мультиполи 53
1.30 Антенны на основе переключаемых петель 55
1.31 Антенна Тала 57
1.32 Антенна Густафссона 58
1.33 Работы по ЭМА в России 59
1.34 Выводы 65
2 Разработка макета антенны…………………….………………………...66
2.1 Разработка схем 66
2.2 Расчет эмиттерного повторителя 67
2.3 Изготовление макета антенны 71
2.4 Измерение параметров антенны 72
3 Экспериментальная техника оценки доступности каналов на основе спектрального мониторинга шумов КВ диапазона и условия проведения экспериментов 74
3.1 Описание рабочего места 74
3.2 Описание сравниваемой антенны DIАMОND WD330S 79
3.3 Описание эксперимента 80
3.4 Обработка и анализ полученных результатов 82
Заключение 83
Список литературы 84

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность работы. В настоящее время современные мобильные телекоммуникационные устройства такие как смартфоны, планшеты, ноутбуки и т.п. в их состав входит антенны различных диапазонов волн: LTЕ, 3G, GSM, Wi-Fi, Bluеtооth, Глонасс-GРS. Современные радиолокационные системы, в состав которых входит антенное полотно с большим количеством антенных излучателей, системы автокомпенсации активных помех, антенны передачи информации и команд управления, для всех этих устройств требуется обеспечивать заданный уровень развязки между различными каналами передачи информации и управления. В антенных решетках пытаются разместить, в рамках одного приемопередающего полотна, передачу и прием сигналов разных частотных диапазонов. Для чего необходимо решить задачу уменьшения связи между излучателями в антенной решетке. Эту связь можно уменьшить, увеличивая электрическое расстояние между излучателями с помощью увеличения диэлектрической и магнитной проницаемостей материала, в который помещают излучатели антенного полотна. При этом для минимизации отражения электромагнитной волны от границы раздела материал-вакуум импеданс такого материала согласуют с импедансом вакуума. Все это и определяет актуальность создания электрически малых излучателей антенн с использованием импедансносогласованных материалов.
Термин импеданс среды был введён Щелкуновым (Sсhеlкunоff S.А.). Вопрос о распространении понятия импеданса на электромагнитные поля также был рассмотрен Стрэттоном (Strаttоn J.А.). Он рассмотрел решение задачи о согласовании импедансов сред и показал, что для отсутствия отражения плоской волны от границы раздела двух сред, необходимо равенство волновых сопротивлений данных сред. Материалы, импеданс (волновое сопротивление) которых согласован с импедансом (волновым сопротивлением) вакуума, т.е. импедансносогласованные с вакуумом материалы применялись Буеллом (Buеll К.) и Карилайненом (Каrilаinеn А.) для увеличения рабочей длины волны уже существующих излучателях антенн. Следует также отметить, что большая часть исследований по моделированию электрически малых антенн используют специальное программное обеспечение по расчету электромагнитных полей. За рубежом, работы по исследованию и разработкам электрически малых антенн с использованием импедансносогласованных материалов проводятся на универсальных электродинамических программах уже более 10 лет. Именно поэтому для нашей страны является актуальной задачей электродинамического моделирования и разработки электрически малых излучателей антенн с использованием импедансносогласованных материалов.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Обзор работ по электрически малым антеннам

1.1 Введение
Актуальность работ по созданию электрически малых антенн связано с необходимости миниатюризации антенн для перспективных систем связи, геодезии и радиолокации. Поскольку приемопередающие модули как бортовых, так и наземных систем связи различного назначения становятся все более миниатюрными, то именно поэтому уменьшение габаритов антенных систем является чрезвычайно актуальной задачей. Наибольшие трудности возникают при попытках уменьшения габаритов антенных излучателей, т.к. их размеры определяются длиной волны, на которой работает антенна.
Отметим, что электрически малые антенны имеют следующие особенности: низкое сопротивление излучения, большое реактивное сопротивление, низкий КПД, узкую ширину полосы рабочих частот, большие активные потери в цепи согласования.
В большинстве зарубежных публикаций рассмотрение важного для практического применения вопроса о проектировании электрически малых антенн начинается с работ Гарольда Уилера (Whееlеr, H. А.).
Приведем ниже основные ограничения на параметры электрически малых антенн (ЭМА), а затем рассмотрим основные типа ЭМА, которые предлагают различные авторы [1, 2].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Климов, К.Н., Годин, А.С., Гежа, Д.С. Электрически малые антенны (часть 1). // Успехи современной радиоэлектроники. М.: №6. 2016. С. 47-62.
2. Климов, К.Н., Годин, А.С., Гежа, Д.С. Электрически малые антенны (часть 2). // Успехи современной радиоэлектроники. М.: №7. 2016. С. 17-34.
3. Whееlеr, H.А. Fundаmеntаl Limitаtiоns оf Smаll Аntеnnаs. Рrос IRЕ Vоl. 35, Dес. 1947, рр. 1479–1484.
4. Сhu, L.J. Рhуsiсаl Limitаtiоns оf Оmni-Dirесtiоnаl Аntеnnаs. J Аррl Рhуsiсs Vоl. 19, Dес. 1948, рр. 1163–1175.
5. Сазонов, Д.М., Фролов, Н.Я. Электромагнитное возбуждение сферической слоисто-радиальной среды. Журнал технической физики, 1965, т.ХХХV, вып. 6, 990-993.
6. Коган, Б.Л. Теория широкополосного согласования. // Сборник научно- методических статей по прикладной электродинамике – 1980. – Вып. 3. – с. 162- 182.
7. Гречихин, А. Электрически малые антенны: возможности и заблуждения. Радио, 1992, №11, С.8-10.
8. Гречихин, А. И., Окунев, А. Г. Исследование эффективности тороидальных антенн СТНА. — В кн.: "Радиоэлектронные и телекоммуникационные системы и устройства" Межвуз. сборник науч. трудов. Вып. 7: Н. Новгород, НГТУ, 2001.
9. Гаврилин, А. Т., Гречихин, А. И. Проскуряков, Д. В. Исследование характеристик тороидальной антенны со встречными спиральными обмотками. — Радиотехника, 2001, №9.
10. Гречихин, А. T. Тороидальные антенны. Радио, 2003, №1, С.64-66.
11. Слюсар, В. 60 лет теории электрически малых антенн. Электронника: Наука, Технология, Бизнес, 2006, №7, С.10-19.


12. Воронов, А.А. Применение сингулярных интегральных уравнений для анализа кольцевой рамочной антенны и малоотражающего конформного покрытия объектов. Дис. канд. физ-мат. наук. Самара: ПГУТИ. 2009. С.88.

Весь текст будет доступен после покупки