СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-9

В настоящей работе моделирование характеристик системы антенна – об текатель выполнено на основе пакета программ FEKO, в основу которого положены точные методы моделиро вания и приближённые методы (ме тод геометрической оптики, метод физической оптики), а также возмож ность их комбинированного исполь зования. М ОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК АНТЕННЫ С ОБТЕКАТЕЛЕМ Система антенна – обтекатель пред ставляет собой зеркальную антенну, окружённую обтекателем вытянутой коническойформы. Стенки обтекателя характеризуются толщиной d (кото рая может быть переменной) и диэлек трической проницаемостью ε . Модель задачи в трёхмерном представлении формируется с помощью набора и объединения простейших геометри ческих фигур. Этапы моделирования системы антенна – обтекатель в пакете FEKO показаны на рисунках 1 и 2. Рас чёты выполнялись на частоте 9,375 ГГц, электрическая толщина обтекателя kd = 4. На рисунке 3 приведены диаграммы направленности в Е и Н плоскостях системы антенна – обтекатель при раз личных значениях относительной ди электрической проницаемости ε = 1; 2; 4; 6. Как и следовало ожидать, матери ал обтекателя оказывает существенное влияние на диаграмму направленнос ти антенны (см. рис. 4). Наибольшее ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 62 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2011 Рис. 4. Трёхмерные диаграммы направленности системы антенна – обтекатель при различных значениях диэлектрической проницаемости а) ε = 1; б) ε = 2; в) ε = 4; г) ε = 6 а) б) в) г) Рис. 5. Распределение напряженности электрического поля в ближней зоне для системы антенна – обтекатель в Е!плоскости при различных значениях диэлектрической проницаемости а) ε = 1; б) ε = 2, в) ε = 4; г) ε = 6 а) б) в) г) 210 Angle Theta (deg) 190 170 150 130 110 90 0 Electric far field (dB) –10 –20 –30 –40 –50 EPS = 1 EPS = 2 EPS = 4 EPS = 6 Рис. 6. Диаграммы направленности системы антенна – обтекатель при линейных фазовых искажениях в Е!плоскости ϕ = 0° 120 Angle Phi (deg) 100 80 60 40 20 0 0 Electric far field (dB) –10 –20 –30 –40 –50 EPS = 1 EPS = 2 EPS = 4 EPS = 6 Рис. 7. Диаграммы направленности системы антенна – обтекатель при линейных фазовых искажениях в Н!плоскости θ = 90° 180 Angle Phi (deg) 150 120 90 60 30 0 0 Electric far field (dB) –5 –10 –15 –20 –25 –30 –35 ugol = 15 ugol = 20 ugol = 25 ugol = 40 Рис. 9. Диаграммы направленности в Н!плоскости системы антенна – обтекатель при различных значениях угла раскрыва обтекателя Рис. 8. Распределение напряжённости электрического поля в ближней зоне для системы антенна – обтекатель в Е!плоскости при различных значениях диэлектрической проницаемости и линейных фазовых искажений а) ε = 1; б) ε = 2, в) ε = 4; г) ε = 6 а) б) в) г) © СТА-ПРЕСС