Мобильный офис с антенной решеткой стандарта GSM-900

Рефераты / Коммуникации, связь и радиоэлектроника / Мобильный офис с антенной решеткой стандарта GSM-900

· Поляризация линейная вертикальная

· Коэффициент усиления

· Уровень боковых лепестков (равноамплитудное распределение)

· Волновое сопротивление 50 Ом

· Мощность передатчика в импульсе

· КСВ £ 2

Еще на стадии знакомства с дипломным заданием мы уже можем предположить возможную конструкцию проектируемой антенны. В качестве элементарных излучателей примем прямоугольные полосковые излучатели, так как полосковая структура позволяет изготовить антенну с заданными параметрами и наименьшими геометрическими размерами, что актуально, учитывая облать применения данной антенны. Ведь она должна быть мобильной. Также ППИ обеспечивает необходимую линейную вертикальную поляризацию излучения, что достигается подачей питания к излучателям в соответствующей плоскости.

Схему питания АР примем последовательно-параллельной, так как данная схема предельно проста, а при изменении рабочей частоты набег фазовой ошибки в линии питания проиходит с обеих сторон от точки питания, что вызывает квадратичные фазовые ошибки, в результате чего максимум ДН не отклоняется от нормали.

Необходимый диапазон рабочих частот обеспечивается выбором диэлектрической подложки, а именно ее диэлектрической проницаемости и толщины. Указанный в задании диапазон рабочих частот достаточно велик, следовательно, диэлектрик нужно брать с наименьшей диэлектрической проницаемостью. Самое простое решение – воздушный диэлектрик.

3.3 Конструктивный расчет АР

3.3.1 Расчет параметров линии передачи

В качестве линии передачи используем микрополосковую линию передачи. Важными достоинствами МПЛ являются широкополосность, малые масса и габариты, высокая технологичность линий и СВЧ устройств, конструируемых на их основе, применение печатного монтажа и возможность автоматизации процесса.

Рис.3.3 Несимметричная полосковая линия передачи

В качестве материала подложки возьмем стеклотекстолит – слоистый прессованный материал, изготовленный из листов стеклоткани (из волокон марки "Э" – электроизоляционного – толщиной 0.1 мм) и пропитанный термореактивным связующим – эпоксидной смолой, отверждаемой смолой новолачного или резольного типа. Листовой стеклотекстолит получают в результате прессования пачки листов стеклоткани, пропитанных связующим и облицованных медной фольгой (типа ФМЭО – оксидированной медной электролитической фольгой – толщиной 35 и 50 мкм; типа ФМЭОШ – оксидированной медной электролитической фольгой повышенной шероховатости 35 … 50 мкм). Для приклейки фольги к диэлектрику используется клей БФ-4, наполненный пылевидным кварцем. Прочность сцепления фольги с диэлектриком 800 … 1000 Н/м.

Материал допускает механическую обработку, выдерживает технологические воздействия при изготовлении полосковых схем, хорошо склеивается с аналогичными диэлектриками и металлами. Допустимая температура пайки 260°С (10 … 15 с). Водопоглощение значительное: 1.5 … 3 % (за 24 ч). Диапазон рабочих температур -60 … +85°С, нагревостойкий стеклотекстолит допускает возможность эксплуатации его при температурах до 180 … 200°С в течении 50 … 100 ч.

Основной недостаток: высокие диэлектрические потери и разброс диэлектрической проницаемости от партии к партии, что определило ограниченную область применения стеклотекстолита на СВЧ (в основном в качестве несущей конструкции полосковых линий с воздушным заполнением).

Но не смотря на все недостатки, которые напрямую относятся к изготавливаемому макету, стеклотекстолит является наиболее доступным материалом и позволяет достичь требуемых параметров.

Стеклотекстолит имеет следующие параметры:

- Диэлектрическая проницаемость er = 6

- Тангенс угла диэлектрических потерь

- Толщина подложки h=10-3 м

- Толщина полоска t=3*10-5 м

Один из основных недостатков плоских МПА является их узкополосность. Ограничение полосы происходит из-за резкого рассоглосования антенны уже при незначительных расстройках частоты от резонанса. Для расширения рабочей полосы частот воспользуемся высокодобротными излучателями у которых диэлектрическая подложка занимает лишь часть поперечного сечения структуры. На рисунке 3.4 показана структура испольуемая в макетном образце, МПВ над подложкой.

Рис. 3.4 МПВ над подложкой

Данная структура представляет собой конденсатор, следовательно для расчета эквивалентной диэлектрической проницаемости воспользуемся следующими соотношениями:

(3.1)