Листратов С.Е.
ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ФАЗЫ ОТРАЖЕННОЙ ВОЛНЫ ОТ ТОЛЩИНЫ ДИЭЛЕКТРИКА НА ПРИМЕРЕ СУБВОЛНОВОГО ЭЛЕМЕНТА *
Аннотация:
Основная цель исследования заключается в оптимизации субволнового элемента размером порядка λ/3. В данной работе был произведен анализ зависимости фазы отраженной волны от толщины диэлектрика. Произведено электромагнитное моделирование и получены фазовые характеристики субволнового элемента для дальнейшего синтеза решеток
Ключевые слова:
Антенная решетка, микрополосковая антенна, отражательная антенная решетка, электромагнитное моделирование, микрополосковый резонатор, бесконечная периодическая структура
Введение. Как правило, фазирующие элементы отражательных антенных решеток разработаны с размером элементарной ячейки порядка λ/2. Эта почти резонаторная работа фазирующих элементов, которая является основной причиной узкополосных характеристик отражателей.[1] Узкополосного эффекта можно избежать, используя субволновые элементы, которые могут реализовать подобный ответ фазы S-формы. Основная цель исследования заключается в следующем оптимизация субволнового элемента формы меандра от толщины диэлектрика, впоследствии создание антенной решетки с методом фазировки за счет переменного размера.[2] Хотя теоретического ограничения на использование меньших элементарных ячеек в конструкциях с отражателями нет, допуск на изготовление ячеек становится критическим фактором на высоких частотах. Моделирование. Поскольку большая часть фазового интервала отражения имеет место для участков с очень узкими зазорами, то допускаемый изготовлением размер зазора управляет наименьшими размерами единичной ячейки. Формой меандр, прорезается щель в металлической пластине в виде простого меандра, геометрия ячеек представлена на рис.1. Ячейка субволновая и размер ее составляет λ/3 (l=7.5мм). На данном этапе при моделировании мы изменяем ширину диэлектрика (d). Конфигурация предлагаемой субволновой ячейки отражательного элемента представлена на рис. 1 и состоит из простого меандра. Как видно из рис. 1, ячейка представляет собой трехслойную структуру, состоящую из экрана и микрополоскового элемента на расстоянии d друг от друга. Для исследования потенциальных возможностей изменения фазы элемента размер ячейки делаем равный 0.3λ. Также он может быть уменьшен, в зависимости от требований к элементу. Ширина ячейки так же 0.3λ, а вот ширина отражающей поверхности выбирается не много меньшей, чтоб не появились дифракционные лепестки при любых углах облучения. Производился расчет фазы с изменением параметра элемента, в данном случае основной изменяемый параметр – длина зазора вдоль направления электрического поля [3]. Расчетная зависимость фазы отраженной волны от изменения параметра H (зазора) и амплитуды меандра a, при толщине диэлектрика d=1мм. Промежуточные результаты продемонстрировали нам, что максимальный диапазон изменения фазы наблюдается при амплитуде меандра равной 4 мм и составляет порядка 302 градуса. Далее мы смотрим, как изменяется фаза при увеличении толщины диэлектрика, на рис. 2 видно, что при увеличении диэлектрика изменение фазы составляет всего лишь 221 градус. Увеличение толщины подложки ведет к сглаживанию фазовой кривой, однако значительно уменьшается диапазон регулировки, что ведет к большим фазовым ошибкам ОАР, построенной на базе такой ячейки. Тогда будем уменьшать толщину диэлектрика, и увеличивать амплитуду меандра. На рис. 4 показана зависимость фазы отраженной волны при уменьшении толщины диэлектрика и увеличения амплитуды меандра.
Номер журнала Вестник науки №5 (14) том 2
Ссылка для цитирования:
Листратов С.Е. ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ФАЗЫ ОТРАЖЕННОЙ ВОЛНЫ ОТ ТОЛЩИНЫ ДИЭЛЕКТРИКА НА ПРИМЕРЕ СУБВОЛНОВОГО ЭЛЕМЕНТА // Вестник науки №5 (14) том 2. С. 126 - 129. 2019 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/1236 (дата обращения: 19.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2019. 16+