Синтез излучателя для сетей беспроводного широкополосного доступа на основе замедляющих электродинамических структур

Аннотация

Представлены основные требования к антенным системам, работающим в современных сверхширокополосных сетях радиосвязи, рассмотрены основные достоинства и особенности ребристо-стержневого излучателя, обоснован выбор такого излучателя в качестве объекта исследования. Описаны аналитические выражения основных электродинамических характеристик, на основе которых составлена математическая модель ребристо-стержневого излучателя, необходимая для синтеза компьютерной модели, с максимально близкими к реальному излучателю характеристиками. Выбран и обоснован метод синтеза антенных структур без использования натурного моделирования. Разработано улучшение питающей линии излучателя, заключающееся в использовании регулярной коаксиальной линии вместо волноводного канала, что значительно упрощает использование нескольких таких излучателей в антенной решетке и дает возможность работать одному излучателю в двух поляризациях. На основе полученной математической модели рассчитаны оптимальные геометрические размеры излучателя для выбранного диапазона частот и произведено компьютерное моделирование с целью определения оптимальных электродинамических характеристик данного типа излучателя, обеспечивающих стабильное и максимально допустимое покрытие для работы в частотном диапазоне сетей пятого поколения. Произведен анализ результатов моделирования, а также имитация работы канала, по результатам которой можно сделать вывод, что данный тип излучателя при использовании в составе более сложных антенных структур и при соответствующих доработках можно применять в сетях, развернутых по стандарту пятого поколения, а также в сетях старшего поколения при условии доработки геометрических размеров антенны. Результатом проведенной работы является спроектированная модель ребристо-стержневого излучателя, полностью пригодная к использованию в антенных структурах, работающих в сетях 5G.