Antena z elektronicznie sterowaną wiązką na pasmo S

• Autorzy: Stec B. , Czyżewski M. , Słowik A.

Warianty tytułu

EN

Electronically steered antenna for S-band

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

We współczesnych rozwiązaniach urządzeń radioelektronicznych anteny ze sterowaną elektronicznie wiązką antenową, mimo swojej złożoności układowej, są rozwiązaniem coraz częściej wykorzystywanym. Główną ich zaletą jest możliwość bardzo szybkiej zmiany kierunku maksymalnego promieniowania, przy zachowaniu dobrych parametrów kierunkowych. Oprócz samej konstrukcji anteny, w takich rozwiązaniach niezwykle ważny jest układ formowania wiązki. Najczęściej sterowany jest on cyfrowo, poprzez komputer lub dedykowany układ cyfrowy, z poziomu programowego. Często układ ten decyduje o parametrach całej anteny. Przedstawiona antena została zaprojektowana na pasmo S, na potrzeby zastosowania jej w radarze do lokalizacji istot żywych, umieszczonych za zasłonami typu ściana. Jej konstrukcja umożliwia ustawienie kierunku maksymalnego promieniowania dla pięciu położeń kątowych, pokrywając całkowity sektor obserwacji ok. 100° w azymucie. Wiązka w elewacji posiada stałą szerokość listka głównego, wynoszącą ok. 35°. Elektroniczne sterowanie zapewnia bardzo szybki obrót wiązki w kącie azymutalnym, w czasie poniżej 1 µs. Antena pracuje szerokopasmowo, z pasmem pracy około 500 MHz. Struktura elementów promieniujących wraz z układem rozdziału mocy i dopasowania została wykonana w technologii niesymetrycznych linii paskowych na laminacie FR4. Układ formowania wiązki zrealizowany został w oparciu o elektroniczne przełączniki mikrofalowe oraz linie opóźniające, wprowadzające odpowiednie opóźnienia fazowe. Stanowi on integralną część anteny.

EN

The electronically steered antennas are nowadays much often used in modern telecommunication systems, despite much more complicated circuit structure. The most important merit is very rapid mainlobe direction turning, with good directional parameters maintain. This one is steered digitally, using computer or dedicated digital circuit, from programming level. Often, this circuit decides about the parameters of the whole antenna system. The described antenna was designed to work in S-band, for using it in radar for localization of living human through the wall. The mainlobe direction can be set for five angle values, covering angle sector about 100° in the azimuth plane. In elevation plane, the mainlobe width has fixed value of about 35°. Electronically steering lets very quickly mainlobe turning in elevation, in time below 1 µs. The antenna works wideband, with about 500-MHz band. The radiating elements structure with power distribution and matching network in the microstrip line technology on the FR4 substrate was made. Beamforming network, basing on the microwave electronic switches and delay lines, was made. This one is digitally steered and it is an integral part of the whole antenna system.

Słowa kluczowe

PL

telekomunikacja; antena planarna; układ formowania; wiązki antenowej; antena sterowana elektronicznie

EN

telecommunication; electronically steered antenna; planar antenna; antenna beamforming network

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 62, nr 2
• Strony: 75--85
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Stec B.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Radioelektroniki, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Czyżewski M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Radioelektroniki, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Słowik A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Radioelektroniki, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Bibliografia

• [1] J. Huang, The finite ground plate effect on the microstrip antenna radiation pattern, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, AP-31, July 1983, 649-653.
• [2] R. C. Johnson, Antenna engineering handbook, third edition, McGraw-Hill, New York, 1993.
• [3] H. E. King, J. L. Wong, An experimental study of balun-fed open-sleeve dipole in front of metallic reflector, IEEE Transactions on Antennas and propagation, AP-20, March 1972, 201-204.
• [4] D. M. Pozar, Microwave engineering, third edition, John Wiley & Sons, New York, 2005.
• [5] W. F. Richards, Y. T. Lo, D. D. Harrison, An improved theory for microstrip antennas and applications, IEEE Transaction on Antennas and Propagation, AP-29, January 1981, 38-46.
• [6] W. L. Stutzman, G. A. Thiele, Antenna theory and design, 2nd edition, John Wiley & Sons, New York, 1998.
• [7] H. J. Visser, Array and phased array antenna basics, John Wiley & Sons, New York, 2005.
• [8] B. Stec, A. Jezierski, M. Czyżewski, A. Słowik, 4-elementowy fazowany szyk antenowy na pasmo S. IV Konferencja Naukowa UISR ’11, Rynia 16-17.11.2011, CD-ROM.