Антенна для Wi-Fi систем

Содержание

Слайд 2

В работе представлены результаты исследования и разработки кольцевой антенны с рефлектором

В работе представлены результаты исследования и разработки кольцевой антенны с рефлектором

с линейной поляризацией поля излучения. Выбор геометрической структуры для излучателя обусловлен её характеристиками направленности и возможностью согласования в заданной полосе частот.
Целью выпускной работы является разработка антенны с линейной поляризацией для диапазона частот 2,401…2,483 ГГц, при этом должно быть обеспечено согласование с линией питания 50 Ом, коэффициент стоячей волны в питающем фидере не более 2,1 в рабочей полосе частот.
Для выполнения поставленной цели решаются следующие задачи:
— проводится анализ существующих антенн данного диапазона;
— разрабатывается кольцевой излучающий элемент антенны;
— разрабатывается способ формирования однонаправленного изучения с использованием рефлектора;
— производится моделирование антенны в CAD Feko;
— разрабатывается конструкция антенны;
— анализируются условия труда в производственном помещении;
— выполняется технико-экономическое обоснование проекта.
Слайд 3

Каналы Wi-Fi в диапазоне 2.4 ГГц

Каналы Wi-Fi в диапазоне 2.4 ГГц

Слайд 4

Промышленно изготавливаемые антенны WiFi

Промышленно изготавливаемые антенны WiFi

Слайд 5

ОСОБЕННОСТИ РАМОЧНЫХ АНТЕНН Структура рамочной антенны Rпот– сопротивление потерь, Rизл– сопротивление

ОСОБЕННОСТИ РАМОЧНЫХ АНТЕНН

Структура рамочной антенны

Rпот– сопротивление потерь,
Rизл– сопротивление излучения,
Rизл = Pизл/I2

,
Rпот = Pпот/I2 ,
I –действующее значение тока

Эквивалентная схема рамочной антенны

Слайд 6

Способы возбуждения рамочных антенн Антенна с гальванической связью Антенна с индуктивной связью

Способы возбуждения рамочных антенн

Антенна с гальванической связью

Антенна с индуктивной связью

Слайд 7

Практические реализации кольцевых антенн

Практические реализации кольцевых антенн

Слайд 8

Выводы по первому разделу 1. . Выполнен обзор существующих антенн диапазона

Выводы по первому разделу

1. . Выполнен обзор существующих антенн диапазона частот 2,401-2,483

ГГц, используемых в системах WiFi, и выявлено, что рассмотренные антенны, как правило, имеют значительные размеры и высокую стоимость.
2. Признано целесообразным выполнять антенну линейной поляризации на базе кольцевой антенны с гальванической связью и рефлектором, что позволяет упростить конструкцию антенны и увеличить коэффициент усиления.
3. Целью работы является разработка и исследование кольцевой антенны линейной поляризации для систем WiFi, имеющей значение КСВ не более 2,1 в рабочей полосе частот.

Севастополь 2019

Слайд 9

Моделируемые структуры Антенна с гальванической связью Антенна с индуктивной связью

Моделируемые структуры

Антенна с гальванической связью

Антенна с индуктивной связью

Слайд 10

Диаграмма направленности кольцевой антенны

Диаграмма направленности кольцевой антенны

Слайд 11

Распределение тока

Распределение тока

Слайд 12

Формирование однонаправленного излучения с помощью экрана Компонента Eφ Компонента Eθ

Формирование однонаправленного излучения с помощью экрана

Компонента Eφ

Компонента Eθ

Слайд 13

Кольцевая антенна с вертикальной излучающей частью

Кольцевая антенна с вертикальной излучающей частью

Слайд 14

Использование рефлектора для формирования однонаправленного излучения

Использование рефлектора для формирования однонаправленного излучения

Слайд 15

Диаграмма направленности однонаправленной антенны

Диаграмма направленности однонаправленной антенны

Слайд 16

Ортогональные сечения диаграммы направленности

Ортогональные сечения диаграммы направленности

Слайд 17

Входное сопротивление антенны Активная часть входного сопротивления антенны Реактивная часть входного сопротивления антенны

Входное сопротивление антенны

Активная часть входного
сопротивления антенны

Реактивная часть входного
сопротивления антенны

Слайд 18

Коэффициент стоячей волны

Коэффициент стоячей волны

Слайд 19

Вертикальная решетка ДН в линейном масштабе ДН в логарифмическом масштабе

Вертикальная решетка

ДН в линейном масштабе

ДН в логарифмическом масштабе

Слайд 20

Двумерная решетка ДН в линейном масштабе ДН в логарифмическом масштабе

Двумерная решетка

ДН в линейном масштабе

ДН в логарифмическом масштабе

Слайд 21

Диаграмма направленности решетки 3х2

Диаграмма направленности решетки 3х2

Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24

Технико-экономические показатели

Технико-экономические показатели

Слайд 25

Выводы Выполнен обзор существующих антенн диапазона частот 2,401-2,483 ГГц, используемых в

Выводы

Выполнен обзор существующих антенн диапазона частот 2,401-2,483 ГГц, используемых в системах

WiFi, и выявлено, что рассмотренные антенны, как правило, имеют значительные размеры и высокую стоимость.
Выполнено моделирование работы разрабатываемых антенн, в результате которого установлено, что:
— согласование антенны с питающим фидером может быть осуществлено изменением точки подключения коаксиального кабеля к отрезку замкнутой линии;
— для создания однонаправленного излучения целесообразно использовать вариант кольцевой антенны с рефлектором;
Проведено компьютерное моделирование кольцевой антенны с рефлектором, при питании излучателя с помощью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом.
Установлено, что антенна обладает следующими характеристиками: максимальный уровень КСВ в полосе частот 2,401-2,483 ГГц не превышает 2,03; максимальное значение коэффициента усиления — 7 дБи; ширина диаграммы направленности в ортогональных плоскостях 125о и 79о.