Исследование особенностей построения антенных решеток миллиметрового диапазона длин волн

Актуальность темы диссертационных исследований обусловлена тем, что на фоне усложнения конструкций антенн и устройств СВЧ мм-диапазона, повышенных требований к антенным решеткам, а также высокой чувствительности изготавливаемых антенных систем к погрешностям изготовления и используемым материалам эвристический подход к проектированию СВЧ-устройств, зависящий исключительно от опыта инженера, теряет свою эффективность. В связи с этим возникает необходимость развития регулярных методов решения задач синтеза, учитывающих вышеперечисленные особенности построения антенных систем мм-диапазона. Целью диссертационных исследований является разработка методик автоматического синтеза печатных излучателей и низкопрофильных развязывающих устройств мм-диапазона длин волн c расширенной полосой рабочих частот. Основные задачи исследования: разработать методику автоматического синтеза топологии широкополосных микрополосковых антенн и развязывающих устройств для мм-диапазона длин волн на основе современных вычислительных методов; численно и экспериментально исследовать синтезированные структуры с целью проверки достижения заданных параметров; экспериментально исследовать влияние производственных погрешностей на микрополосковые антенны мм-диапазона длин волн; разработать методику определения относительной диэлектрической проницаемости фольгированных диэлектриков в мм-диапазоне длин волн; численно и экспериментально определить диэлектрические свойства фольгированного диэлектрика в мм-диапазоне длин волн. Для решения поставленных в работе задач используются следующие методы исследования: автоматический синтез широкополосных микрополосковых антенн, объединяющий возможности САПР для электромагнитного моделирования и MATLAB; экспериментальные исследования заданного фольгированного диэлектрика в диапазоне 1 – 170 ГГц; моделирование производственных погрешностей методом Монте-Карло. К наиболее существенным научным результатам, полученным в диссертации, относятся: подход к автоматическому конструктивному синтезу широкополосных печатных антенн путем оптимального размещения квадратных проводящих пластин на поверхности диэлектрической подложки, а также квадратных вырезов в проводящем экране, подтвержденный результатами расчетов и экспериментальными данными; методика увеличения развязки между печатными излучателями путем оптимального размещения квадратных проводящих пластин на поверхности диэлектрической подложки, а также квадратных вырезов в проводящем экране; методика учета влияния технологических погрешностей на результаты синтеза микрополосковых антенн на основе оптических измерений; модифицированная резонаторная методика определения свойств фольгированных диэлектриков в мм-диапазоне длин волн, подтвержденная результатами расчетов и экспериментальными данными.