ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

Кафедра радиоэлектронных устройств и систем

295-2011

Исследование сверхширокополосных печатных антенн методические указания

к лабораторной работе по дисциплине

"Устройства СВЧ и антенны"

для студентов специальности 210302 "Радиотехника"

очной и очно-заочной форм обучения

Воронеж 2011

Составители: аспиранты В.В. Негробов, С.М. Федоров,

д-р техн. наук Ю. Г. Пастернак

УДК 621.396

Исследование сверхширокополосных печатных антенн: методические указания к лабораторной работе по курсу "Устройства СВЧ и антенны" для студентов специальности 210302 "Радиотехника" очной и очно-заочной форм обучения / ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. В.В. Негробов, С.М. Федоров, Ю.Г. Пастернак. Воронеж, 2011. 14 с.

Методические указания содержат домашнее задание; общие указания по выполнению работы; указания по оформлению и содержанию отчёта; контрольные вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы.

Предназначены для студентов 3, 4 курсов специальности 210302 "Радиотехника" по дисциплине " Устройства СВЧ и антенны ".

Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS WORD и содержатся в файле met3.doc.

Ил. 5. Библиогр.: 3 назв.

Рецензент д-р техн. наук, проф. О. Ю. Макаров

Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф. Ю. С. Балашов

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

© ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2011

ИССЛЕДОВАНИЕ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ ПЕЧАТНЫХ АНТЕНН

1. Домашнее задание

Изучить, пользуясь настоящими методическими указаниями и дополнительной литературой [1-3] основные принципы работы полосковых и микрополосковых антенн, а также сверхширокополосных антенн Вивальди.

2. Краткие сведения об исследуемых антеннах

2.1. Антенна Вивальди

Антенна Вивальди - сверхширокополосный печатный излучатель, построенный на основе расширяющейся щелевой линии. Излучатель Вивальди вместе со всеми достоинствами плоских структур незначительно проигрывает объемным в своих электрических характеристиках. Известны системы, в которых антенна этого типа используется для приема и излучения импульсного сигнала.

Теория этих антенн с электродинамической точки зрения очень сложна. На данный момент параметры подобных устройств подбираются эмпирически с помощью программных комплексов электродинамического моделирования таких, как CST Microwave Studio и HFSS Microwave Office. Поскольку курс «Устройства СВЧ и антенны» ориентирован на общее рассмотрение основных типов антенных устройств, то в рамках настоящего лабораторного практикума достаточным будет проведение анализа лишь в нескольких частотных точках рабочего диапазона антенны Вивальди с рисунка 1.

Размеры исследуемого в работе излучателя принять 65×52×0.2 мм³. Диэлектрическая проницаемость подложки 3.55 (RO4003).

Рисунок 1 Антенна Вивальди

В данной работе исследуется антенна Вивальди с экспоненциальным характером раскрыва щели. Это значит, что характер образующей верхней или нижней части раскрыва антенны подчиняется выражению (1):

,

(1)

где:

z - координата, изменяющаяся от нуля до мм вдоль горизонтальной оси симметрии антенны, рис. 1;

у - координата, изменяющаяся от мм до мм в направлении, ортогональном оси z для верхней полуплоскости антенны, и до мм для нижней полуплоскости, рис 1;

А, В - коэффициенты, от выбора которых зависит характер поведения экспоненциальной зависимости раскрыва.