Вивчення інтегрованих антен-фільтрів на діелектричних резонаторах

Анотація

Запропоновано нові структури діелектричних резонаторів, які одночасно виконують функції антен та вхідних фільтрів приймально-передавальних пристроїв зв'язку сантиметрового діапазону довжин хвиль. Нові структури мають вигляд зв'язаних між собою систем діелектричних резонаторів, частина яких розташована у відрізку позамежного хвилеводу і виконує функції смугового фільтру, а друга частина резонаторів розташована у відкритому просторі і виконує функції антенної системи. Частина резонаторів антенної підсистеми має форму діелектричних полуциліндрів, наклеєних на металевий провідний екран, і грає роль директорів, які формують характеристику випромінювання. Розглянуто два випадки однакових та різних за формою та матеріалом діелектричних резонаторів. Для випадку діелектричних резонаторів різних видів, за допомогою теорії збурень, одержана система рівнянь для коефіцієнтів розкладу амплітуд поля розсіювання за відомими зв'язаними коливаннями системи. За допомогою розвиненої теорії розраховані частотні залежності коефіцієнтів відбиття запропонованих антен-фільтрів. Показано, що запропоновані структури характеризуються значно більш прямокутними амплітудно-частотними характеристиками, що дозволяє ефективно вирішувати завдання електромагнітної сумісності декількох систем зв'язку, які використовують суміжні частотні смуги. Додатковою перевагою розглянутих антен-фільтрів є менші дисипативні втрати вхідних пристроїв, що є важливим для зменшення бітових помилок. Розраховані діаграми спрямованості антен в дальній зоні. Показано, що характеристики випромінювання антен не змінюються, або змінюються не значним образом у порівнянні з характеристиками антен, виконаних тільки за допомогою подібних структур діелектричних резонаторів. Отримані результати дозволяють значно скоротити час розрахунків та оптимізувати складні системи зв'язку, які одночасно використовують частотне розділення каналів та виконують функції випромінювачів.