Návrh a Konstrukce Antén

Podobné dokumenty
Využití komplementarity (duality) štěrbiny a páskového dipólu M

dipól: tlustý bočníkově napájený dipól s bočníkem skládaný

4.7 Planární širokopásmové antény

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Návrh a Konstrukce Antén

Elektromagnetické vlastnosti UHF RFID zářičů v blízkosti lidského těla

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ VÍCEPÁSMOVÁ FLÍČKOVÁ ANTÉNA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY

Rovinná harmonická elektromagnetická vlna

Historie, současnost a budoucnost anténní techniky

Hřebenová trychtýřová anténa

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Modelování blízkého pole soustavy dipólů

Teoretická elektrotechnika - vybrané statě

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

Dvoupásmová šroubovicová anténa pro WiFi pásmo

Širkopásmové dielektrické antény

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Návrh a Konstrukce Antén

Elektromagnetické pole, vlny a vedení (A2B17EPV) PŘEDNÁŠKY

ŠIROKOPÁSMOVÉ LINEÁRNÍ ANTÉNNÍ POLE PRO BAN APLIKACE

Radioklub OK2KOJ při VUT v Brně: Kurz operátorů 1 ANTÉNY A NAPÁJEČE. Kurz operátorů Radioklub OK2KOJ při VUT v Brně 2016/2017

Základní otázky ke zkoušce A2B17EPV. České vysoké učení technické v Praze ID Fakulta elektrotechnická

Širokopásmová planární anténa

SIW ŠTĚRBINOVÁ ANTÉNA

Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením.

Základní otázky pro teoretickou část zkoušky.

VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ŠTĚRBINOVÁ ANTÉNNÍ ŘADA NA BÁZI VLNOVODU INTEGROVANÉHO DO SUBSTRÁTU

UNIVERZITA PARDUBICE. Fakulta elektrotechniky a informatiky. Rozbor vlastností anténních prvků typu patch Radek Janečka

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

ANALÝZA PLANÁRNÍCH STRUKTUR POMOCÍ METODY MOMENTŮ A JEJICH OPTIMALIZACE

Širokopásmová dipólová anténa s drážkovaným reflektorem

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ ANTÉNY S KRYTY Z METAMATERIÁLŮ DIPLOMOVÁ PRÁCE

Měřená veličina. Rušení vyzařováním: magnetická složka (9kHz 150kHz), magnetická a elektrická složka (150kHz 30MHz) Rušivé elektromagnetické pole

( nositelné. Milan Švanda, Milan Polívka. X17NKA Návrh a konstrukce antén

VLIV UŽIVATELE NA MINIATURNÍ ANTÉNY V MOBILNÍCH APLIKACÍCH

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Anténní systém pro DVB-T

Postupné, rovinné, monochromatické vlny v lineárním izotropním nemagnetickém prostředí

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY REKONFIGUROVATELNÁ ŠTĚRBINOVÁ ANTÉNNÍ ŘADA RECONFIGURABLE SLOT ANTENNA ARRAY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY VÝKONOVÝ DĚLIČ PRO FREKVENČNÍ PÁSMO 10 GHZ POWER DIVIDER WORKING AT FREQUENCY BAND 10 GHZ

Ideální pedagogická koncepce výuky mikrovlnných planárních obvodů

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. Ústav radioelektroniky. Diplomová práce. magisterský navazující studijní obor Elektronika a sdělovací technika

Využití metamateriálů pro zlepšení parametrů antén

UNIVERZITA PARDUBICE. Fakulta elektrotechniky a informatiky. Plošná anténní řada v pásmu X Bc. Karel Košárek

1 ÚVOD PLANÁRNÍ ANTÉNY OBECNĚ PRINCIP NAPÁJENÍ ZÁKLADNÍ PARAMETRY ANTÉN VÝHODY A NEVÝHODY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

NÁVRH 3D VIVALDIHO ANTÉNNÍ ŘADY PRO RADAROVÉ APLIKACE

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

DIPLOMOVÁ PRÁCE DIPLOMA THESIS

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Rádiové funkční bloky X37RFB Krystalové filtry

UNIVERZITA PARDUBICE. Fakulta elektrotechniky a informatiky. Návrh antény s dielektrickým rezonátorem Michal Šilhán

Drátové antény. Obr. 9.1 Rukávový dipól (vlevo) monopól s umělou zemí (vpravo).

NÁVRH ANTÉNNÍ JEDNOTKY PŘÍSTUPOVÉHO BODU PRO OFF-BODY KOMUNIKACI V ISM PÁSMU 61 GHZ

Kolineární anténní řada s vertikální polarizací pro vysílání DVB-T

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA APLIKOVANÉ ELEKTRONIKY A TELEKOMUNIKACÍ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

YAGIHO ANTÉNA NAPÁJENÁ VLNOVODEM INTEGROVANÝM DO SUBSTRÁTU

1. Zadání. 2. Teorie úlohy ID: Jméno: Jan Švec. Předmět: Elektromagnetické vlny, antény a vedení. Číslo úlohy: 7. Měřeno dne: 30.3.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY VÍCEREFLEKTOROVÁ FRAKTÁLNÍ ANTÉNA MULTIREFLECTOR FRACTAL ANTENNA

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ŠIROKOPÁSMOVÉ PLOCHÉ ANTÉNY PRO 3D RADAR WIDEBAND FLAT ANTENNAS FOR 3D RADAR

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY NOSITELNÉ ANTÉNY PRACUJÍCÍ V ISM PÁSMU WEARABLE ANTENNAS OPERATING IN ISM BAND

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

ABSTRAKT KLÍČOVÁ SLOVA ABSTRACT KEYWORDS

Návrh planární dolní propusti

Trychtýřová anténa, E pásmo, milimetrové vlny, potlačení bočních laloků, korekce fáze, dielektrická čočka, vysílací pole, integrovaná čočka.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Dvoupásmová aktivní anténa s kruhovou polarizací

Měření vlnové délky, impedance, návrh impedančního přizpůsobení

Rovinná monochromatická vlna v homogenním, neabsorbujícím, jednoosém anizotropním prostředí

Charakteristiky optického záření

MĚŘICÍ HŘEBENOVÁ TRYCHTÝŘOVÁ ANTÉNA

plochy oddělí. Dále určete vzdálenost d mezi místem jeho dopadu na

Pásmové filtry pro 144 a 432 MHz Tomáš Kavalír, OK1GTH

Příklad 3 (25 bodů) Jakou rychlost musí mít difrakčním úhlu 120? -částice, abychom pozorovali difrakční maximum od rovin d hkl = 0,82 Å na

9.1 Přizpůsobení impedancí

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Bezdrátový přenos energie uvnitř automobilu

Vlny v plazmatu. Narušení rovnováhy, perturbace se šíří prostorem => vlny Vlna musí být řešením příslušných rovnic plazmatu => módy

Jednoduchý ozařovač typu Ring Feed pro 1296 MHz

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ RETRODIREKTIVNÍ ANTÉNNÍ POLE DIPLOMOVÁ PRÁCE FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY

Měření ve stíněné komoře

VYSOKÉ UCENÍ TECHNICKÉ V BRNE

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.1. Fyzikální princip činnosti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Mikrovlny

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Oscilátory. Oscilátory s pevným kmitočtem Oscilátory s proměnným kmitočtem (laditelné)

Fyzika laserů. 4. dubna Katedra fyzikální elektroniky.

5.1 Modelování drátových antén v časové oblasti metodou momentů

c) vysvětlení jednotlivých veličin ve vztahu pro okamžitou výchylku, jejich jednotky

POČÍTAČOVÉ MODELOVÁNÍ PLANÁRNÍ LOGARITMICKO-PERIODICKÉ ANTÉNY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MODELOVÁNÍ ANTÉN PRO KOMUNIKACI V BLÍZKOSTI LIDSKÉHO TĚLA

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela obvodové funkce

MINIATURNÍ ANTÉNY PRO MOBILNÍ KOMUNIKACE

Transkript:

Návrh a Konstrukce Antén A0M17NKA Úvodní informace Milan Polívka a kol. ČVUT v Praze, FEL B2: 639, l.2270 polivka@fel.cvut.cz zima 2013/14 1

Podmínky zápočtu Rozsah: 2 + 2, z, zk(5 kreditů) Podmínky zápočtu: 1. vypracování a prezentace jedné ze 4 projektových úloh - odevzdání průběžné, nejpozději do 12. týdne (19.12.) - prezentace (ppt, pdf) 13. týden na cvičení 2. účast na přednáškách a cvičení - doplňkový obsah; obsahují vše nezbytné k úspěšnému zvládnutí zkoušky, povolené max. 3 absence Zkouška: předtermín: písemný test v zápočtovém týdnu (14. týden) výsledná známka tvořena ze 40 % projekty 10 % prezentací 50 % testem 2/43

Náplň předmětu Přednáška - středa, 11:00-12:30 (621) Cvičení - čtvrtek, 11:00-12:30 (823) Problematiky dle týdnů týden datum př. datum cv. přednáška (st) cvičení (čt) projekt kdo (př., cv.) 1. 25.9. 26.9. Mikropáskové antény Matlab, měření 1. Patch Polívka, Polívka 2. 2.10. 3.10. Antény pro RFID a nositelné antény RFID ident., experiment Švanda, Švanda 3. 9.10. 10.10. Malé antény I. Matlab, modely 2. Malé antény Polívka, Polívka 4. 16.10. 17.10. Malé antény II. Matlab/CST MWS Polívka, Polívka 5. 23.10. 24.10. Antény pro časovou oblast měření Černý, Černý 6. 30.10. 31.10. Reflektorové antény projektové příklady 3. Reflekt. anténa Mazánek, Mazánek 7. 6.11. 7.11. Šroubovicové antény projektové příklady 4. Šroubovice Mazánek, Mazánek 8. 13.11. 14.11. Teorie charakt. módů, činitel jakosti antén Matlab, modely Hazdra, Hazdra 9. 20.11. 21.11 Elektromag. modelování vyzařujících struktur CST MWS modelování Hazdra, Hazdra 10. 27.11. 28.11. Širokopásmové trychtýřové antény protažená přednáška Hradecký, Hradecký 11. 4.12. 5.12. Vybrané typy antén Matlab/CST MWS Polívka, Polívka 12. 11.12. 12.12. Uměle vytvářené EM materiály v anténách Matlab, měření Polívka, Polívka 13. 18.12. 19.12. Symetrizační a transformační členy prezentace projektů, Z Polívka, Polívka 14. 1.1. 2.1. státní svátek/nový rok Zkouška - předtermín -, Polívka/Mazánek 3/43

Návrh a Konstrukce Antén A0M17NKA Mikropáskové antény Milan Polívka ČVUT v Praze, FEL B2: 639, l.2270 polivka@fel.cvut.cz zima 2013/14

Osnova co se dozvíte? Mikropáskové antény (microstrip antennas, MA) - klasifikace, původ a vývoj, vlastnosti, způsoby napájení, použití Metody analýzy a návrhu - model vedení, dutinový model, numer. metody... - návrhové vztahy, způsoby napájení, šířka pásma, směrové diagramy,.. Metody vylepšování vlastností - zvětšení šířka pásma - vícepásmovost - zvýšení zisku - kruhová polarizace - miniaturizace 5/43

Mikropásková patchová/flíčková anténa (MPA) Planární vyzařující rezonátor (ploška, dipól, štěrbina) vodivý motiv nad zemní rovinou dielektrický nebo vzduchový substrát napájení mikropáskové, koaxiální, vazební štěrbinou, kapacitní vazbou, 6/43

Klasifikace mikropáskových antén Patchové (flíčkové) antény Planární dipóly a štěrbiny Antény s postupnou vlnou 7/43

Původ a vývoj MA 1950-60 - nová technologie páskových vedení (filtry, koncept MPA ) 1953 - návrh první MPA (Munson) 1970-80 - MA se stávají populárními (nízkoztrátové materiály, vývoj metod analýzy, specializované knihy, ), vhodné jako antény pro letadla, rakety, 1990-2000 - vývoj EM simulátorů pro analýzu MA, miniaturizační a vícepásmové techniky (s rozvojem mobilních komunikací) od 2000 - použití uměle vytvářených EM materiálů pro vylepšování vlastností MA, MPA (potlačení povrchových vln, fokusaci energie,..) 8/43

Vlastnosti MPA Výhodné malá hmotnost, nízký profil, konformní tvar integrovatelné na DPS s aktivními prvky (on-chip antennas and flexible antennas) lineární i kruhová polarizace elektricky zmenšené a vícepásmové nízké výrobní náklady Nevýhodné nižší účinnost nižší výkonová zatížitelnost úzká šířka pásma (vyšší Q) horší polarizační čistota 9/43

Napájení koaxiální mikropáskové Vyzařující patch Dielektrický substrát Vyzařující patch Zemní rovina Koaxiální sonda Mikropásk. vedení Zemní rovina 10/43

Napájení vazební štěrbinou (Pozar, 1985) Vyzařující patch Nosný diel. substrát Vazební štěrbina Zemní rovina Mikropáskové vedení Dielektrický substrát 11/43

Napájení kapacitní vazbou (1987) Vyzařující patch Nosný substrát Pahýl na konci otevřený Zemní rovina Micropáskové vedení Dielektrický substrát 12/43

Metody analýzy Modelvedení MPA jako úsek vedení s vyzařujícími štěrbinami, jednoduchý, méně přesný, dobrý fyzikální náhled na princip činnosti Dutinový model MPA jako dutina, složitější, přesnější Vlnová analýza(full-wave) proudy/intenzity polí na/kolem na MPA, přesná, nutnost implementovat numerické řešení integrálních nebo diferenciálních rovnic (MoM, FDTD, FEM, hybridní metody), komerční simulátory pole (Zeland Software IE3D, FEKO, CST MWS, Ansoft HFSS, WIPL, ) 13/43

Model vedení (Transmission line model) MPA může být modelována jako dvojice vyzařujících štěrbin spojených širokým úsekem mikropáskového vedení délky L ~ λ g /2 Rozložení E-pole Rozměry, návrhové vztahy L + 2dl λ g / 2 L 2 c ε ef f r 2dl W c 2 2 f r ε r + 1 14/43

Model vedení (TLM) MPA může být modelována jako dvojice vyzařujících štěrbin spojených širokým úsekem mikropáskového vedení délky L ~ λ g /2 Vstupní impedance - transformací impedancí Z Š obou štěrbin podél úseků vedení L 1 a L 2 do napájecího bodu L 1 L 2 ( 1 / Z 1 ) Z in 1 / + Z 1 / 2 Z š Z c Z in Z c Z š Z Z 1 2 Z Z c c Z Z Z Z š c š c + + + + jz jz jz jz c š c š tan βl tan βl 1 1 tan βl tan βl 2 2 β 2π λ o ε re 15/43

Model vedení (TLM) Charakteristická admitance mikropáskového vedení Z c ε re W h 60 ε re + 1.393 8h ln + W 120 π + 0.667 W 4h W ln h + 1.444 W h W h > 1 1 ε re ε r + 1 ε r 1 10h + 1 + 2 2 W 1/ 2 dl h 0.412 ( ε + 0.3) W + 0.264 h W h ( ε 0.258) + 0.813 re re 1) Balanis, C. A., Antenna Theory: Analysis and Design, John Wiley & Sons, 1997 16/43

Model vedení (TLM) Vyzařující štěrbina je reprezentována admitancí Y š 1/Z š G + jb kde G - vyzařovací ztráty B - energie akumulovaná v rozptylovém poli, též kapacitní prodloužení rezonanční délky Empirické vztahy pro G, B 1) G B G B 1 1 G B 2 2 W 1 120 λo W 120λ o 1 24 ( k h) [ 1 0.636 ln( k h) ] o 2 o h/λ 0 < 1/10 0,35 < W/λ 0 < 2 1) Balanis, C. A., Antenna Theory: Analysis and Design, John Wiley & Sons, 1997 17/43

Vstupní impedance MPA Typický průběh Zin a koeficientu odrazu 100 0 80 60 Rin -2-4 40 20 Xin -6-8 -10 0-12 -20-14 -40 2 2.5 3 3.5 4-16 2 2.5 3 3.5 4 Vstupní impedance vs. frekvence MS 11 vs. frekvence 18/43

Vstupní impedance TLM V rezonanci je Z in R in R in ( x 2 πl1 1 L1 ) Rin ( x 0) cos cos L 2G 1 2 πl L 1 L 1 /L Typické hodnoty R in (L 1 0) ~ 100 až 300 Ω dle W, h, 19/43

Dutinový model MPA Výška substrátu h malá (h <<λ, h << W, L ) E pole se nemění s výškou h > E E z (x, y), H H xy (x, y) TM nm módy Hraniční podmínky: shora, zdola (PEC) boční stěny (PMC) E t 0 H n 0 H 0 0 t E n Z vlnové rovnice pro E rozložení pole v dutině E ( x, y) z mπ x0 nπ y0 mπ x nπ y cos cos cos cos jωµ 0I 0 L W L W L W k ε (1 j tg δ ) k 2 2 m 0 n 0 0 r eff mn k 2 mn 2 2 mπ nπ + L W Rezonanční frekvence f R, mn 1 2π µε 2 π L m 2 nπ + W Zohlednění rozptylového pole efektivními rozměry: W ef, L ef místo W, L 20/43

Dominantní módy Dva módy s nejnižší rezonanční frekvencí - dominantní módy TM 10 ( f ) r 10 2 L c ε r TM 10 TM 01 TM 01 ( f ) r 01 2W c ε r z y x Intenzita elektrického pole E Proudová hustota J 21/43

Dutinový model MPA Vstupní impedance - dutinový model (40 módů) a komerční MoM simulátor Ez, n ( x, y), J z ( x0, y0 ) 1 Z ( x, y ) jωµ h in 2 ( ε δ ) 0 0 0 2 2 m n Ez, n ( x, y), Ez, n ( x, y) k0 r (1 j tg eff ) kn 2 mπ x0 2 nπ y n W 0 2 π p cos cos sinc m n j L κ κ ωµ W 2 0h L W k j k 2 2 ( 0 ε (1 tg δ ) ) m n r eff n W p r 3/ 2 e Mazánek, M. Pechač, P., Šíření elektromagnetických vln a antény, skriptum ČVUT, 2008 22/43

Vyzařování z aperturové teorie Zdrojové oblasti vyzařování štěrbiny s el. polem štěrbiny #1, #2 hlavní zdroj vyzařování (ekviv. mag. proud. hustota M) štěrbiny #3, #4 vyzařování lze zanedbat, M v protifázi dvojice zářičů (štěrbin) vzdálených ~ λ g /2 maximum vyzařování ve směru normály k ploše M 2nˆ E #3 #1 W #2 L ~ λ/2 #4 23/43

Vzdálené pole, směrová charakteristika El. pole ve vzdálené oblasti dvojice E φ + j V 0 e π r jk k 0 W sin cos θ 0 r 2 k 0 L sin θ 2 cos cos θ 2 sin θ sin φ štěrbina E rovina, xy H rovina, xz 24/43

Směrové diagramy Příklad měřených charakteristik f 0 10 GHz ε r 2,2 h 1,6 mm L 9,06 mm W 10,68 mm E-rovina H-rovina 25/43

Vyzařování - tok Poyntingova vektoru 26/43

Šířka pásma Impedanční šířka pásma (BW) je frekvenční rozsah, ve kterém je poměr stojatých vln PSV na bráně antény lepší než daná hodnota (typ. PSV 2, v praxi zpravidla PSV 1,5 event. 1,2, v mobilních komunikacích naopak i horší PSV 3) BW PSV 1 100 Q PSV T [%], pro PSV 2 je BW 100 [%] 2 1 Q T Q T ω W T 1 1 1 1 1 P + + T Qd Qc Q r tgδ ef Typická BW 1 až 3 % pro h 0,02 λ 0 Q Q d c Q r ω W P d ω W P c T T ω W P r T 1 tgδ π fµ σ t 0 ε r c 4 f h 27/43

Směrovost, účinnost Lineární polarizace Směrovost ~ 6 10 dbi Účinnost: η Pokles účinnosti pro velmi nízké h/λ 0 (< 0,01) Ztráty o o o o P vyz + P vod P vyzařovací vodivostní vyz + P dielektrické diel + P povrch povrchovými vlnami 141,0 x 61,5 x 3,0 mm, ε r 3,05, tgδ 0,003 h/λ 0 ~ 0,009, η ~ 60 % 28/43

Metody rozšíření šířky pásma 1. Snížením činitele jakostiq - použití malé ε r, vzduchový substrát (BW < 10%) - zvýšením výšky h substrátu (L-napájecí sonda, BW 35 ~ 50%) BW ~ 1/ Q T Q r ω W P r T ε r c 4 f h 2. Vícenásobnými blízkými rezonancemi - multimódový provoz patchů (BW 20 ~ 30%) - parazitní prvky kapacitně vázané k patchi (koplanární, vrstvené) 29/43

Techniky zmenšování a vícepásmového provedení Tvarovou úpravou motivů zkratováním a použitím zářezů a štěrbin 30/43

Vícepásmové MPA Antény mobilních telefonů Nokia 8810 (vlevo) a 3210 31/43

Vícepásmové MPA PIFA (Planar Inverted F Antenna) mobilního telefonu tvarovaný multirezonátor znázornění intenzity elektrického pole IMST 33/43

Kruhově polarizované MPA Vybuzení dvou kolmých módů s fází posunutou o 90 33/43

Zvýšení zisku anténní řadou Paralelní uspořádání zářičů 100 Ω λ/4 transformátor 75 Ω 50 Ω 100 Ω 100 Ω Anténa 1 Zdroj 50 Ω Anténa 2 100 Ω... 34/43

Zvýšení zisku anténní řadou Seriové uspořádání zářičů l Line l Patch Z Line Z Patch Z Line Z Patch ~ ~ U 2 -U 2 U 1 -U 1 l Line λ / 2 Patch 2 Patch 1 35/43

Anténní řada radarového senzoru Velká anténní řada s tvarovaným svazkem (Toyota) Signal processing in baseband (ESPRIT etc...) 36/43

Zvýšení zisku - kolineární MPA Původní nápad - Franklin, 1924 1) Soufázové buzení vyzařovacích elementů Implementace v koaxiálním 2), mikropáskovém 3,4) vedení a ve struktuře patchové antény 5) 1) 2) 3) 4) 5) Franklin 1924, British patent 242342-1924 Solbach 1982 Bancroft, Bateman 2003, US patent application 60/461 689 Polívka, Holub 2006, CZ patent no. 296985 37/43

Kolineární MPA MPA pracující na vyšších módech Použití poruchových prvků (PP) ve formě λ g /2 štěrbin PP eliminují vyzařování z nefázových zdrojových proudů (sudých půlvln) Vektorová proudová hustota Boční a podélné plošné rozšíření CoMPA (PCoMPA) > zvětšení zisku CoMPA TM 03 and TM 05 modes PCoMPA with TM 03 mode PCoMPA with TM 05 mode 38/43

Kolineární MPA 0 E-copol 330 30 Rozměry: patch 189 x 222 mm, štěrbiny 56 mm, zářezy 28 mm, zemní rovina 240 x 260 mm, výška substrátu 5 mm, koaxiální napájení 270 300 E-xpol -40-30 -20-10 60 90 0 G sim ~ 15.4 dbi, G meas ~ 14.6 dbi BW ~ 7.1 % 240 Úroveň postranních smyček cca -10 db PZ poměr cca -20 db 210 330 180 0 H-copol 150 30 120 reflection coefficient [db] 0-5 -10-15 -20-25 measurement simulation 270 300 240 H-xpol -40-30 -20 60 90-10 0 120-30 2300 2350 2400 2450 2500 2550 2600 210 150 f requency [MHz] 180 39/43

Anténní řada MPA s vychylovaným svazkem Plošná třísektorová anténa Závodný, V. (DIP 2002) o Cíl: plošná anténa se skloněným maximem směrové charakteristiky do tří sektorů podle volby vstupního konektoru (3 vstupy) o Metoda: použití 4-prvkové uniformně buzené anténní řady patchových zářičů realizace fázového posunu napájecích proudů pomocí Butlerovy matice 40/43

Plošná třísektorová anténa Návrh dílčích komponent antény 4-prvková řada patchů 3 db příčkový dělič Butlerova matice 3dB dělič Wilkinsonův posouvač fáze 41/43

Plošná třísektorová anténa Směrové charakteristiky 42/43

Děkuji za pozornost polivka@fel.cvut.cz 43/43