Extension of Antenna Matching Frequency Band Using Reactive Elements
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2020-2-69-81Keywords:
HF and VHF antennas, matching devices, antenna tuner, reactive elements, entrance resistance, structural and parametrical synthesisAbstract
Traditional approaches to the expansion of frequency bands of antenna matching using reactive chains are systemically considered. Criteria of efficiency and features of synthesis of matching contours are discussed. The estimation of the limit bandwidth expansion of passive matching antennas with the contours on the reactive elements is analyzed. Regardless of the complexity and number of matching contours, the passive matching band is limited to some area whose size is inversely proportional to the quality of the matching antenna. It is shown that it is possible to expand it for high-sound antennas using the introduction of resistive elements to the additional one-planimetric matching modules.
Synthesis of actively adjusted tuners on reactive elements for matching broadband radio terminals is considered, and the analysis of automatic control processes is made. It is shown that their structural complexity and overall performance also depend on the good quality of antennas.
The technique of synthesis of the matching chain for passive narrow-band matching is given in several frequencies for multirange antennas. At first, the main structure of the matching chain gets out, and for the demanded frequencies its specific reactive resistance and conductivity are determined. Further sets of these reactive resistance and conductivity are realized through the synthesis of reactive structures in Foster’s first and second forms.
Modeling the influence of a choice of structure of the matching device on the expansion of a frequency band of high-sound antennas matching is executed. At the synthesis of the multi-circuit matching structures by the method of trial modeling, small advantages are found at structures with parallel connections of consecutive contours.References
Верба Б. П., Мосунов Д. Г., Шишаков К. В. Проектирование антенны диапазона 230…280 МГц: моделирование основных параметров, исследование ШСУ различных типов // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. Т. 21, № 3. С. 149–154. DOI: 10.22213/2413-1172-2018-3-149-154.
Fujimoto K., Morishita H. Modern Small Antennas. New York, Cambridge University Press, 2013, 488 p.
Григоров И. Н. Антенны. Городские конструкции. М. : РадиоСофт, 2015. 304 с.
Гайнутдинов Т. А., Кочержевский В. Г., Гаранкина Н. И. Укороченный несимметричный петлевой вибратор // Т-Comm: Телекоммуникация и транспорт. 2016. Т. 10, № 8. С. 9–16.
Steve Ford. Small Antennas for Small Spaces. American Radio Relay League, 2016, 128 p.
Синтез цилиндрической фазированной антенной решетки на основе логопериодических вибраторных антенн для систем широкополосного доступа стандарта IEE802.11, IEE802.16 / О. А. Белоусов, Р. Ю. Курносов, П. А. Горшков, А. Г. Рязанова // Вестник ТГТУ. 2015. Т. 21, № 2. С. 266–271.
Вольхин Д. И., Девятков Г. Н. Синтез широко-полосных трансформаторов активных сопротивлений с заданной фазовой характеристикой / Вопросы радиоэлектроники. Серия «Общетехническая». 2016. № 4. С. 77–81.
Головков А. А., Можаева Е. И. Ограничение полосы согласования приемных штыревых антенн нефесторовскими цепями // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2016. Вып. 2. С. 59–62.
Холодняк Д. В. Управляемые СВЧ-устройства на искусственных длинных линиях с отрицательной частотной дисперсией : дис. … д-ра техн. наук. Санкт-Петербургский гос. электротехнический ун-т «ЛЭТИ» имени В. И. Ульянова (Ленина). 2016. 200 с.
Constantine A. Balanis. Antenna Theory: Analysis and Design, 2016, 1104 p.
Смирнов Е. В. Исследование влияния согласо-вания антенн и нагрузки на эффективность поглощения приемной антенны // Т-Comm: Телекоммуникация и транспорт. 2017. Т. 11, № 12. С. 21–25.
Коноплицкий А. С. Структурно-параметрический синтез многополосных согласующих цепей на основе комплексного критерия соответствия идеальному фильтру // Веснiк сувязi. 2020. № 1 (159).
Гайнутдинов Т. А., Гаранкина Н. И., Кочержевский В. Г. Двухзвенное согласующее устройство длинноволновых радиовещательных антенн //
Т-Comm: Телекоммуникация и транспорт. 2015. Т. 9, № 6. С. 48–56.
Вольхин Д. И. Синтез широкополосных согласующих устройств с заданными фазовыми характеристиками : дис. … канд. техн. наук. Новосибирск, 2018. 148 с.
Верба Б. П., Шишаков К. В. Разработка и исследование вибраторной антенны с уменьшенным размахом плеч // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019. Т. 22, № 2. С. 99–109. DOI: 10.22213/
-1172-2019-2-99-109.
Расчет и повышение эффективности основных параметров радиолиний с укороченными вибраторными антеннами КВ- и УКВ-диапазона / К. В. Шишаков, М. А. Бояршинов, П. В. Караваев, А. С. Батурин, А. В. Савельев // Интеллектуальные системы в производстве. 2016. № 4. С. 16–25.
Tianpeng Li, Jian Zhang, Baowei Cheng, Xue Li, Zhijian Xu, Jun Gao. Compact Wideband Dual-Frequency Antenna Based on a Simplified Composite Right/Left-Handed Transmission Line with Hilbert Curve Loading. International Journal of Antennas and Propogation, vol. 2019, Article ID 7380621, 8 p.
Yong Cheng, Jing Lu, Can Wang. Design of a Multiple Band Vehicle-Mounted Antenna. International Journal of Antennas and Propogation, vol. 2019, Article ID 6098014, 11 p.
