یک آنتن شاخ چند اکتوی ، مرزی و چهار رنگ برای استفاده در گروههای S- به Ku

در این مقاله یک طراحی آنتن جدید به عنوان یک آنتن منبع برای اندازه گیری الگوی سه بعدی به عنوان یک آنتن منبع استفاده می شود. هنگام اندازه گیری الگوهای سه بعدی ، آنتن دریافت کننده در محفظه آنچوئیک باید بتواند دو مؤلفه متعامد را حس کند.

در یک انتشار قبلی ، 1 نویسنده یک شاخ دوتایی جدید را معرفی کرد که مشکلات الگوی آنتن سنتی شاخ دو ریج را اصلاح کرد. 2 تمام پارامترهای این شاخ جدید ، که در شکل 1 نشان داده شده است ، اندازه گیری شد و برای استفاده به عنوان ایمنی EMC و آزمایش انتشار گازهای گلخانه ای مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین برای روشنایی دامنه جمع و جور آزمایش شده است ، و عملکرد خوبی را در انتهای پایین دامنه فرکانس و کاهش اندک در قطر منطقه آرام (QZ) در انتهای فوقانی نشان می دهد. این شاخ با استفاده از استودیوی MW ، یک بسته تجاری مبتنی بر تکنیک دامنه زمان ادغام محدود طراحی شده است.< SPAN> یک آنتن شاخ چند اکتوی ، مرز و مرز برای استفاده در گروههای S- به Ku

در این مقاله یک طراحی آنتن جدید به عنوان یک آنتن منبع برای اندازه گیری الگوی سه بعدی به عنوان یک آنتن منبع استفاده می شود. هنگام اندازه گیری الگوهای سه بعدی ، آنتن دریافت کننده در محفظه آنچوئیک باید بتواند دو مؤلفه متعامد را حس کند.

در یک انتشار قبلی ، 1 نویسنده یک شاخ دوتایی جدید را معرفی کرد که مشکلات الگوی آنتن سنتی شاخ دو ریج را اصلاح کرد. 2 تمام پارامترهای این شاخ جدید ، که در شکل 1 نشان داده شده است ، اندازه گیری شد و برای استفاده به عنوان ایمنی EMC و آزمایش انتشار گازهای گلخانه ای مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین برای روشنایی دامنه جمع و جور آزمایش شده است ، و عملکرد خوبی را در انتهای پایین دامنه فرکانس و کاهش اندک در قطر منطقه آرام (QZ) در انتهای فوقانی نشان می دهد. این شاخ با استفاده از MW Studio ، یک بسته تجاری مبتنی بر تکنیک دامنه زمان ادغام محدود طراحی شده است

در این مقاله یک طراحی آنتن جدید به عنوان یک آنتن منبع برای اندازه گیری الگوی سه بعدی به عنوان یک آنتن منبع استفاده می شود. هنگام اندازه گیری الگوهای سه بعدی ، آنتن دریافت کننده در محفظه آنچوئیک باید بتواند دو مؤلفه متعامد را حس کند.

در یک انتشار قبلی ، 1 نویسنده یک شاخ دوتایی جدید را معرفی کرد که مشکلات الگوی آنتن سنتی شاخ دو ریج را اصلاح کرد. 2 تمام پارامترهای این شاخ جدید ، که در شکل 1 نشان داده شده است ، اندازه گیری شد و برای استفاده به عنوان ایمنی EMC و آزمایش انتشار گازهای گلخانه ای مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین برای روشنایی دامنه جمع و جور آزمایش شده است ، و عملکرد خوبی را در انتهای پایین دامنه فرکانس و کاهش اندک در قطر منطقه آرام (QZ) در انتهای فوقانی نشان می دهد. این شاخ با استفاده از استودیوی MW ، یک بسته تجاری مبتنی بر تکنیک دامنه زمان ادغام محدود طراحی شده است.

در این مقاله ، مفهوم شاخ جدید راهنما دو سوار (DRGH) با ایجاد یک آنتن دو قطبی دو قطبی به سطح بالاتری از تطبیق پذیری منتقل شد. یک آنتن دو قطبی می تواند هر دو مؤلفه میدان متعامد را به طور همزمان اندازه گیری کند ، که به مهندس یا تکنسین اجازه می دهد تا الگوهای سه بعدی را با چرخاندن آنتن تحت آزمایش (AUT) در هر دو آزیموت و ارتفاع اندازه گیری کند. علاوه بر این ، برای پشتیبانی از آنتن منبع دو قطبی ، نیازی به یک موقعیت یابی گران قیمت نیست. شاخ را می توان در اندازه گیری انطباق EMC استفاده کرد. از آنجا که هیچ چرخش مکانیکی لازم نیست ، عدم اطمینان در اندازه گیری کاهش می یابد زیرا تنظیم آزمایش برای قطبش های مختلف دست نخورده باقی مانده است. اگر از یک گیرنده ورودی دوگانه یا سیستم سوئیچ RF استفاده شود ، می توان زمان آزمایش را نیز کاهش داد. اهمیت اندازه گیری الگوهای سه بعدی این است که می توان با ادغام بر روی الگوی اندازه گیری شده ، قدرت تابش کل (TRP) را محاسبه کرد. TRP یکی از پارامترهای مورد علاقه هنگام انجام یک آزمایش بیش از حد هوا ، طبق استاندارد CTIA است. از آنجا که آنتن تحت آزمایش چرخانده می شود ، جهت گیری بردار میدان تابشی مشخص نیست. با اندازه گیری هر دو قطبش اصلی به طور همزمان ، می توان بردار میدان E را به طور مستقل از جهت شیء تابش و قطبش میدان آن بدست آورد (شکل 2 را ببینید). در نتیجه ، یک آنتن دو قطبی ، بخشی جدایی ناپذیر از سیستمی است که برای اندازه گیری الگوهای سه بعدی آنتن ها استفاده می شود. علاوه بر این ، تمایل به استفاده از آنتن باند پهن برای محدود کردن تعداد تغییرات اندازه گیری آنتن در سیستم وجود دارد. شاخ پیشنهادی این دو ویژگی را ارائه می دهد. این باند پهن است و چهار اکتاو را پوشش می دهد و قطبی دوگانه است.

مدل عددی

طراحی شاخ پیشنهادی از طراحی اصلی DRGH شروع شد. 1 این شکل از پشته های مورد استفاده قبلاً را حفظ می کند ، فقط کمی اصلاح شده برای اینکه بتواند مجموعه ای از دو پشته دیگر را در صفحه متعامد اضافه کند ، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است. خط کواکسیال تغذیه آنتن نیز در مدل عددی گنجانده شده است. این یک مدل دقیق تر از استفاده از منبع شکاف بین دو پشته مخالف است. با این حال ، این رویکرد برای مدل نیاز به ناشناخته تر دارد و بنابراین حافظه بیشتری دارد. برای استفاده از تقارن و کاهش نیازهای حافظه مدل ، فقط یک پورت شبیه سازی می شود. درگاه دیگر در مدل معرفی نشده است. در طراحی اصلی ، مشخص شد که ساختارهای جانبی شاخ دو سوار سنتی با تقسیم پرتوی اصلی بر الگوی تأثیر می گذارند. قرار بود این مدل دارای طرف های غیر فلزی با نفوذ نسبی 2. 5 باشد ، ادعای تولید کنندگان برای پلاستیک پلی کربنات. شکل 4 مدل جدید را با طرف های پلاستیکی نشان می دهد. قسمت فلزی شاخ به عنوان یک هادی الکتریکی کامل (PEC) شبیه سازی شد و این مدل توسط یک لایه کاملاً همسان (PML) احاطه شده است. برای کاهش دامنه محاسباتی به نصف از صفحه ای از تقارن مغناطیسی استفاده شد. شاخ پلاستیکی نهایی یا مرز مرزی باز یک رفتار سود خوب و یک الگوی نسبتاً پایدار برای نیمه بالایی دامنه فرکانس نشان داد ، پرتو اصلی که یک لوب واحد برای کل دامنه باقی مانده است. طراحی نهایی ابعاد کلی 6 "6" دیافراگم و تقریباً 6 "طول داشت.

مقایسه بین نتایج عددی و اندازه گیری شده

پس از به دست آوردن نتایج قابل قبول برای الگوهای و پارامترهای ورودی ، سه آنتن نمونه اولیه تولید شد. پارامترهای ورودی نمونه اولیه اندازه گیری شد و توافق خوبی بین اندازه گیری ها و پیش بینی های مدل مشاهده شد. با این حال ، هنگام اندازه گیری الگوی ، مشخص شد که ، در لبه بالایی دامنه فرکانس ، طرف های پلی کربنات در رفتار الگوی تأثیر داشتند. حضور طرفین پلی کربنات باعث تقسیم الگوی در فرکانس های مختلف شد. این به طور کامل توسط مدل پیش بینی نشده بود. یک احتمال این است که ، از آنجا که تنها 10 سلول در طول موج در بالاترین فرکانس در روش روش دامنه زمان استفاده شده است ، در پیش بینی ها دقت کافی وجود ندارد. دومین احتمال این است که نفوذ دی الکتریک یک تقریب بود. این مدل از یک مقدار ثابت برای محدوده 2 تا 18 گیگاهرتز استفاده کرده است. ماده واقعی ممکن است دارای نفوذپذیری وابسته به فرکانس باشد که باعث اثرات غیرقابل پیش بینی در محدوده فوقانی می شود. شکل 5 الگوی با و بدون طرف های پلاستیکی در 18 گیگاهرتز را نشان می دهد. مدل عددی برای از بین بردن طرفین اصلاح شد. همچنین ، طرفین در نمونه های اولیه برداشته شدند و طراحی شاخ نهایی هیچ طرفی ندارد که بتواند باعث ایجاد اختلال در الگوی شود. شکل 6 مدل شاخ را بدون طرفین نشان می دهد. یک فلنج به حفره خوراک شاخ اضافه شد. هدف از این فلنج ، اتصال شاخ به سپر محفظه آنچوئیک است که کابل ها را در هنگام اندازه گیری الگوها در خارج از محوطه نگه می دارد. همین فلنج به نمونه های اولیه اضافه شد. شکل 7 VSWR را برای درگاه محاسبه شده و برای درگاه های آنتن نمونه اولیه بدون طرف نشان می دهد.

افزایش شاخ نمونه اولیه با استفاده از روش استاندارد Revision C SAE ARP 958 اندازه گیری شد. از آنجا که این استاندارد خواستار انجام اندازه گیری در 1 متر از صورت شاخ است ، این افزایش نزدیک میدان است که گزارش شده است. این ممکن است تفاوت جزئی با توجه به نتایج محاسبه شده را توضیح دهد. همانطور که در شکل 8 نشان داده شده است ، بین پیش بینی ها و اندازه گیری ها هنوز توافق بسیار خوبی وجود دارد. این الگوی در یک محفظه کاملاً آنهوئیک در فرکانس های مختلف اندازه گیری شد. شکل 9 تا 13 مقایسه بین پیش بینی های مدل و نتایج اندازه گیری شده برای فرکانس های مختلف را نشان می دهد. توافق بسیار خوب بین نتایج پیش بینی شده و اندازه گیری شده را می توان در ارقام مشاهده کرد. تفاوت هرگز از 2. 5 دسی بل بین پیش بینی و اندازه گیری در لوب جلو بزرگتر نیست. در منطقه لوب های پشتی ، اختلافات می تواند بزرگتر باشد. این ممکن است توسط تجهیزات موقعیت یابی که از آنتن پشتیبانی می کند ایجاد شود. اگرچه از مواد غیر فلزی ساخته شده است ، اما هنوز هم ممکن است تابش آنتن را در طول اندازه گیری مسدود کند. علاوه بر این ، مانند مورد اندازه گیری 18 گیگاهرتز ، تفاوت در لوب های پشتی ناشی از سیستم اندازه گیری است که در کف سر و صدای تجهیزات قرار دارد. در تمام موارد نشان داده شده ، مدل به طور دقیق موقعیت اولین تهی و سطح لوب های جانبی را پیش بینی کرده است. شکل 14 پیکربندی نهایی شاخ را نشان می دهد. هیچ طرف پشته ها را محصور نمی کند. به دلیل این فقدان طرفین ، نام "شاخ مروارید مرزی" برای توصیف این نوع آنتن ابداع شد. اندازه گیری های اضافی روی آنتن انجام شد. پهنای پرتوی 3 دسی بل و نسبت جلو به عقب از اندازه گیری الگوی بدست آمد. شکل 15 پرتوی 3 دسی بل یا نیمه قدرت را برای طراحی جدید نشان می دهد. شکل 16 نسبت جلو به عقب را نشان می دهد. از آنجا که مدل عددی فقط شامل یک پورت و خوراک کواکسیال بود ، یکی از پارامترهایی که در مرحله مدل سازی قابل پیش بینی نبود ، جداسازی متقابل پورت بود. جداسازی متقابل یک عامل محدود کننده در جداسازی قطبی متقابل آنتن است. از یک اندازه گیری پارامتر S21 ، که در آن سیگنال به یک درگاه تزریق می شود و خروجی در درگاه متعامد اندازه گیری می شود ، بدست می آید. شکل 17 نشان می دهد که جداسازی متقابل پورت بالاتر از 25 دسی بل در کل محدوده فرکانس است.

نتیجه

در این مقاله یک طراحی جدید آنتن شاخ Quad-Ridge بدون طرف ارائه شده است. این شاخ "مرزی باز" الگوی پایدار را برای نیمه بالایی دامنه فرکانس نشان داده است ، همانطور که از صاف بودن سود و پرتوی 3 دسی بل مشاهده می شود. آنتن حاصل برای استفاده در اتاق های Anechoic برای اندازه گیری الگوهای آنتن های دیگر در نظر گرفته شده است. از آنجا که آنتن چندین اکتاو را پوشش می دهد ، می توان تنوع زیادی از آنتن ها را بدون تغییر آنتن اندازه گیری در محفظه اندازه گیری کرد. علاوه بر این ، از آنتن می توان به عنوان آنتن باند پهن در اندازه گیری انتشار EMC استفاده کرد. کار آینده باید در آزمایش پتانسیل آنتن به عنوان منبع در اتاق های مخروطی انجام شود تا قابلیت های آن را ببینید. پتانسیل استفاده از آن در محدوده های جمع و جور نیز باید مورد بررسی قرار گیرد.

تصدیق

نویسنده آرزو می کند از کارکنان آزمایشگاه کالیبراسیون در ETS-Lindgren بخاطر کمک به دریافت داده های این مقاله و به ویژه لئون انریکه برای اندازه گیری های بیشمار الگوهای سه بعدی نمونه های اولیه در طول کار ، تشکر کند.