[Gensarov 0]

Доброго времени суток. Есть задача по увеличению коэффициента усиления антенны за счет использования диэлектрической линзы. Есть отдельная антенная решетка, состоящая из 4 патчей, и диэлектрическая линза. При совмещении их и запуске моделирования получается, что коэффициент усиления и диаграмма направленности остаются такие же, как и без линзы. Возможно кто поможет по объединению в один проект и получения адекватных результатов при использовании диэлектрической линзы.

С уважением, Максим

[yurik82 18]

Фазированная решетка сама по себе имеет немалую апертуру, и соответствующий ей коэффициент усиления (порядка 12-16 dBi).

Эта апертура примерно сопоставима с размерами рефлектора такой антенны.

 

Т.е. чтобы линза могла собирать больше энергии, она должна быть существенно больше самой антенны.

Кроме того, при расчете любых линзовых антенн, следует помнить, что облучатель сферической линзовой антенны располагают таким образом, чтобы его фазовый центр совпадал с фокусом линзы F.

Амплитудная же ДН (обычная ДН) облучателя должна быть таковой, чтобы, с одной стороны, энергия от облучателя не проходила мимо линзы, а с другой стороны, чтобы впределах раскрыва линзы облучатель создавал требуемое амплитудное распределение поля по раскрыву.

 

Т.е. для такой антенны в полной мере сохраняются все требования как и для параболических антенн. Облучатель и линзу/зеркало надо проектировать совместно - фокусное расстояние линзны/зеркала делать таким, чтобы ДН облучателя облучала кромки линзы/зеркала с уровнем примерно 0 dBi (это оптимальный баланс между "переливом" и "недосветом")

 

Также для линзовых антенн, как и для параболических зеркал есть такое понятие как КИП (коэффициент использования поверхности) и он всегда существенно меньше чем 100%.

Для достижения высоких значений КИП - облучатель должен иметь низкий уровнеь боковых и задних лепестков излучения.

Другими словами, если собственный Gain такой антенны 15 dBi, то чтобы получить прирост хотя бы 3 дБ (увеличить апертуру хотя бы в 2 раза) надо линзу с площадью 2х от площади рефлектора патч-антенны. А с учетом того, что КИП будет не выше 60%, надо в 3 раза более крупную линзу.

 

Далее надо найти положение ФЦА облучателя (и вообще убедиться что фронт волны сферический) и линзу/зеркало размещать по отношению к облучателю так, чтобы фокус линзы F совпадал с ФЦА облуча.

Величина обратная ФР называется оптической силой линзы D. Она зависит от показателя преломления материала (эпсилон) и радиусов кривизны поверхностей.

ФР (и соответственно D) надо подобрать таким образом, чтобы кромка линзы освещалась по уровню 0 dBi

 

Толщина лепестка облучателя и фазированных решеток зависит также и от шага решетки. Если шаг решетки сделать умышленно большим (как на вашем скриншоте) то можно добиться узкого главного луча, мощного провала между ними и мощных боковых нежелательных лепестков излучения. Сначала подбором шага решетки надо добиться чистой и симметричной ДН, без мощных боковых лучей.

 

Судя по скриншоту у вас частота 5.8 ГГц, а шаг решетки 1.18 и 1.38 лямбды. Шаг неравный (ДН не симетричная) и очень большой. Чистую ДН дает небольшой шаг решетки 0.5-0.7 лямбды.

Изменено 29 марта, 2022 пользователем yurik82
доп

[Gensarov 0]

29.03.2022 в 20:05, yurik82 сказал:

Спасибо за расширенный ответ, буду разбираться дальше

А вы сталкивались с линзой Ротмана?