Антенна решітка на основі розімкнутих кільцевих випромінювачів

Анотація

Актуальність. Створення антенних решіток для систем зв’язку є актуальними задачами у галузях безпілотної авіації, зокрема, для систем передачі відеосигналу. Також актуальність роботи обумовлена потребою використання саме направлених або однопроменевих антен для систем пеленгації і радіолокації.

Мета роботи. Теоретична та експериментальна перевірка можливості застосування, як поодиноких патч-антен, так і антенних решіток на їх основі, для систем передачі відеосигналу у діапазоні 5.8 ГГц. Оптимізація геометричних параметрів випромінювача, при яких коефіцієнт підсилення буде максимальним. Вирішення задачі ділення НВЧ потужності для живлення елементів антенної решітки.

Матеріали та методи. У роботі представлено теоретичні результати моделювання частотних і просторово-енергетичних характеристик поодинокого випромінювача і серії антенних решіток на його основі. Проведено порівняльний аналіз експериментальних і теоретичних досліджень характеристик узгодження для поодинокого випромінювача. Моделювання та оптимізація параметрів антен проведено за допомогою комерційного пакету Ansoft HFSS.

Результати. Проведено дослідження патч-антени у формі розімкнутого кільця. Отримано серію конструкцій антенних решіток з лінійною та круговою поляризацією 5.8 ГГц для застосування у системах передачі відеосигналу, наприклад, для реалізації режиму керування безпілотними апаратами від першої особи (FPV). Для живлення антенної решітки застосовано дільник потужності на основі чвертьхвильових трансформаторів. Показано, що коефіцієнт підсилення поодинокої патч-антени може перевищувати 10 дБ. Антенна решітка з 4 елементів, які знаходяться у вузлах прямокутної сітки, може мати коефіцієнт підсилення понад 16 дБ.

Висновки. Запропонований тип антен адаптовано для систем зв’язку, зокрема, передачі відеосигналу  на частоті 5.8 ГГц. Разом із задовільними просторово-енергетичними характеристиками, запропоновані технічні рішення є простими і придатними для серійного виробництва.