Новые методы синтеза и анализа оптимизированных антенн для диапазона СВЧ

1.

Новые методы синтеза и анализа
оптимизированных антенн для диапазона СВЧ
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет),
Физтех-школа радиотехники и компьютерных технологий
Выполнил
Бурцев Владимир Денисович,
Группа М0102В,
Кафедра радиотехники и систем управления
Научный руководитель
Филонов Дмитрий Сергеевич,
PhD, зав. лаб. радиофотоники,
зам. зав. кафедры РТСУ

2.

Цель
Разработка новых методов проектирования и изготовления антенн, а также
последующего анализа их электродинамических характеристик.
Задачи
1. Исследование влияния шероховатости поверхности на характеристики системы
2. Оптимизация и изготовление трёхмерной фазированной антенной решётки
3. Разработка и применение метода мультипольного анализа антенн СВЧ
Долгопрудный, 2023
2

3.

Шероховатости
Исследование влияния шероховатости поверхности на
характеристики системы
1. Широкополосный пассивный элемент –
волновод
2. Широкополосный активный элемент –
рупорная антенна
3. Резонансный активный элемент –
патч-антенна
Долгопрудный, 2023
3

4.

Шероховатости
Волновод
R = 0,1...1 Rмакс.
N = 50
Условиям удовлетворяют методы с погрешностью
менее 0,037 λ. К использованию при производстве
рекомендуются черновые и чистовые методы
металлообработки.
Долгопрудный, 2023
4

5.

Шероховатости
Рупорная антенна
Долгопрудный, 2023
5

6.

Шероховатости. Рупорная антенна
Наклон луча
Условиям удовлетворяют методы с погрешностью
менее 0,037 λ. К использованию при производстве
рекомендуются черновые и чистовые методы
металлообработки.
Долгопрудный, 2023
6

7.

Шероховатости
Патч-антенна
Долгопрудный, 2023
7

8.

Шероховатости. Патч-антенна
Статистика серий
Добротность пика
Допускаются методы с погрешностью менее
0,0086 λ. При производстве рекомендуются
чистовые и точные методы металлообработки.
Долгопрудный, 2023
50%
24,65%
24,65%
8

9.

Антенная решётка
Трёхмерная антенная решётка, изготовленная с применением
аддитивных технологий
10.1109/tcpmt.2017.2730366
Частотно-селективная
поверхность
10.3390/mi13081215
10.3390/mi14010180
10.1038/s41598-022-12119-2
10.1038/s41598-022-11430-2
Гибкая подложка
10.1109/TMTT.2021.3097729
Конформная решётка
10.1109/wsa.2008.4475580
Создание компактной антенной
решётки с высоким реализуемым
коэффициентом усиления в
широкой полосе частот
Долгопрудный, 2023
9

10.

Антенная решётка
Проектирование и дизайн
Эволюционные антенны
Целевая функция: КУ → Макс. ; Луч → вертикаль
10.1007/0-387-23254-0_18
Рой частиц
Чувствительная геометрия
Долгопрудный, 2023
10

11.

Антенная решётка
Исследование решётки
Развязка:
Высокий КУ в широкой полосе
Несмотря на рассогласование
в разводке, сама структура
является широкополосной
Долгопрудный, 2023
11

12.

Антенная решётка
Оценка возможности сканирования