СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2012

Трансформаторная линия питания 1 полностью экранирована от излуча ющей структуры. Симметрирующим устройством является металлическая трапеция, которая повторяет токи, те кущие по поверхности экрана полос кового трансформатора. Электродинамический расчёт СВЧ структур открывает широкие возмож ности улучшения характеристик тра диционных и оригинальных структур. Высокочастотные узлы сложного ра ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 54 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2012 диотехнического устройства (РТУ) разрабатываются, как правило, по от дельности, и произвести полное мо делирование системы часто не пред ставляется возможным из за ограни ченных вычислительных ресурсов и времени. Реализованные в программ ной среде FEKO [8, 9] средства позволя ют выполнить декомпозицию общей задачи проектирования антенных уст ройств и СВЧ узлов, т.е. сначала рас считать излучающую структуру элек тродинамическими методами и затем на схематическом уровне объединить это решение с S матрицами согласую щих устройств, рассчитанными от дельно (см. рис. 3). Расчёт S матрицы каскадного соединения элементов до статочно прост и может быть реализо ван обычными программными сред ствами. Однако в нашем случае необхо димо учесть влияние конструктивных решений неизлучающей структуры на характеристики антенны, например, влияние металлического корпуса фи дерной линии на диаграмму направ ленности антенныи её входное сопро тивление. Это особенно важно, когда размеры неоднородностей соизмери мы с длиной волны. Результаты мате матического моделирования будут только тогда правильными, когда ближ нее поле антенны не будет наводить в подводящей линии токи, не учитывае мые в анализе. Основныминструментомрасчёта та кой сложной структуры, как логопери одическая антенна, являются популяр ные программы электродинамическо го моделирования HFSS [10, 11] и FEKO. Безусловно, даже расчёт всей модели без питающей линии в программе FEKOможет занять много времени из за большого количества элементов сет ки разбиения. Для сокращения сроков проектирования были введены следу ющие упрощения: ● расчёт проводился только для одной поляризации (не учитывалось вза имное влияние между ортогональ ными каналами); ● не рассматривалась конструкция пе рехода от трансформатора к полоску звездочки (см. рис. 4); Рис. 6. Токи на поверхности логопериодической антенны а) На частоте 2 ГГц, б) на частоте 5 ГГц Рис. 7. Входное сопротивление антенны без согласующего устройства во всём диапазоне частот Рис. 8. Модель идеального трансформатора а) б) Рис. 4. Верхняя часть модели 1 – Симметрирующее устройство, 2 – порт 1 (вход антенны), 3 – согласующее устройство Рис. 5. Установка порта антенны 1 – Виртуальный порт антенны (красными стрелка ми показано направление течения тока на фаске порта), 2 – полосковая линия, 3 – несущая ветвь с вибраторами, 4 – модель корпуса согласующего устройства © СТА-ПРЕСС