Конструкция и практическое применение * фазостабильных антенных элементов на взвешанной подложке
- 1 к.т.н., вед. инженер, АО «Научно-исследовательский институт технической физики и автоматизации» (Москва)
- 2 к.т.н., ген. директор, ООО «Дженерал Майкровейв» (Москва)
Аннотация
Постановка проблемы. В настоящее время все более возрастают требования к системам определения координат по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). Возрастают требования и к антенным элементам. Подавляющее большинство антенных элементов, использующихся в современной аппаратуре потребителей сигналов ГНСС, составляют микрополосковые антенны на керамической подложке с одной или несколькими точками питания. Однако применение диэлектрических подложек с высокой диэлектрической проницаемостью способствует сужению рабочей полосы частот антенных элементов, повышает требования к технологичности производства и качеству материалов подложек и, как следствие, увеличивает стоимость антенных элементов. Одним из способов улучшения перечисленных параметров является снижение диэлектрической проницаемости материала подложек. Одним из материалов с низкой диэлектрической проницаемостью является воздух.
Цель. Показать практическое применение антенных элементов на взвешанной (воздушной) подложке в конструкциях антенных модулей.
Результаты. Приведено описание классической конструкции микрополоскового антенного элемента, широко используемой в настоящее время для проектирования антенных элементов для систем ГНСС. Математически показано преимущество использования взвешанных (воздушных) подложек для конструирования микрополосковых антенн, заключающееся в существенно большей рабочей полосе частот. Описана конструкция антенного элемента на взвешанной подложке, позволяющая реализовать все заявленные преимущества, состоящие, помимо прочего, и в технологичности производства, расширении рабочего температурного диапазона, отказе от дорогостоящих диэлектрических материалов. Показаны примеры разработанных антенных модулей, имеющих в своей основе антенные элементы на взвешанной подложке. В частности, предоставлено описание антенного модуля для систем ГНСС, обеспечивающего работу со всеми диапазонами и системами спутниковой навигации при помощи только лишь одного антенного элемента.
Практическая значимость. Приведенные технические параметры разработанных модулей наглядно демонстрируют преимущества, которыми обладает описанная конструкция антенных элементов.
Для цитирования
Кухаренко А.С., Шаймарданов Р.В. Конструкция и практическое применение * фазостабильных антенных элементов на взвешанной подложке // Антенны. 2020. № 1. С. 5–10. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202001-01
Список источников
- Вейцель А.В., Вейцель В.А., Татарников Д.В. Аппаратура высокоточного позиционирования по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем: Высокоточные антенны. Специальные методы повышения точности позиционирования / Под ред. М.И. Жодзишского. М.: МАИ-Принт. 2010.
- Нефедов Е.И. Устройства СВЧ и антенны. Учеб. пособие для студентов высших учебных заведений. М.: Издательский центр «Академия». 2009.
- Фельд Я.Н., Бененсон Л.С. Основы теории антенн. Учеб. пособие для вузов. Изд. 2-е, перераб. М.: Дрофа. 2007.
- Перов А.И. Основы построения спутниковых радионавигационных систем. Учеб. пособие для вузов. М.: Радиотехника. 2012.
- Борискин А.Д., Вейцель А.В., Вейцель В.А. и др. Аппаратура высокоточного позиционирования по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем: Приемники-потребители навигационной информации / Под ред. М.И. Жодзишского. М.: МАИ-Принт. 2010.
- Патент РФ на полезную модель № 188184. Широкодиапазонная антенна для спутниковой системы навигации (GNSS) / А.С. Кухаренко, Р.В. Шаймарданов, А.А. Елизаров. Опубл. 02.04.2019. Бюл. № 10.
- Панченко С.А., Нефедов Е.И. Микрополосковые антенны. М.: Радио и связь. 1986.
- Технические характеристики навигационных антенных модулей GNSS-1GP и GNSS-1CL [Электронный ресурс] / URL: https://www.generalmicrowave.org/gnss (дата обращения: 23.09.2019).
- Данные относительной калибровки положения фазового центра антенного модуля GNSS-1GP, полученные в центре калибровки и поверки NGS [Электронный ресурс] / URL: https://www.ngs.noaa.gov/ (дата обращения: 23.09.2019).
- Сертификат о калибровке антенного модуля GNSS-1GP [Электронный ресурс] / URL: https://docs.wixstatic.com/ugd/bded7b_ 7e02f3be478d4e07940dc0ce49a5801f.pdf-index=true (дата обращения: 23.09.2019).