Ultraširokopojasne antene u radarskim i komunikacijskim sustavima

scientific master's theses

• Title (english): Ultra-Wide Band Antenna in RADAR and Communication Systems
• Author: Nenad Hećimović
• Mentor: Juraj Bartolić (mentor)
• Committee member: Zvonimir Šipuš (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Juraj Bartolić (član povjerenstva)
• Committee member: Slavko Šarić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; (Department of Communication and Space Technologies); Zagreb
• Defense date and country: 2011-07-12, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering
• Universal decimal classification (UDC): 621.3 - Electrical engineering

Abstract

Ultraširokopojasna tehnologija omogućava vrlo brz prijenos podataka u današnjim komunikacijama kratkog do srednjeg dometa. Koriste se impulsa vrlo kratkog trajanja zbog kojih je ova tehnologija uz vrlo brz prijenos podataka dobila, između ostalog, sposobnost lokacije korisnika i povećanu sigurnost od otkrivanja signala. Primjena impulsa vrlo kratkog trajanja povećalo je širinu frekvencijskog pojasa antene, a time se dodatno otežalo postizanje zahtjeva da se karakteristike antena ne smije značajnije mijenjati. U ultraširokopojasnoj tehnologiji uloga antene je da efikasno zrači u svim smjerovima u prostor uz što manje gubitaka i da se zračenje drži unutra UWB frekvencijskog područja. Fazna karakteristika uskopojasnih antena se smatraju konstantnim s obzirom na frekvenciju. Povećanje širine frekvecijskog područja ove karakteristike se moraju posebno razmatrati, odnosno ne može se pretpostaviti da su konstantne. Pojednostavljenje Maxwellovih jednadžbi najčešće nije moguće stoga se koriste računalno potpomognuti programi-simulacije. Današnji razvoj UWB antena poznaje nekoliko glavnih vrsta UWB antena. To su unipoli kružni, eliptini ili trokutasti unipoli; dipoli kružnih, eliptičnih i trokutastih oblika te prorez i otvor antene. Ovaj rad daje pregled jedanaest odabranih i najznačajnijih dizajna UWB antena i simulacije njihovih karakteristika. Prikazani su unipoli i dipoli cirkularnih oblika (kružni i eliptični), antene trokutastih oblika, pravokutne i kružne prorez antene te primjer otvor antene. Pokazano je da se uz poznavanje karakteristika pojedinih UWB antena može izabrati najpogodniju vrstu UWB antene prema konkretnim zahtjevima kao osnova za daljnje poboljšanje karakteristika izabrane antene. Kao osnova za daljnji proračun je izabrana trokutasta mikrotrakasta antena pobuđena koplanarnim valovodom. Nastojala se poboljšati prilagodba antene i ostvariti OSV < 2,0 na cijelom UWB frekvencijskom području. Dizajnirana je trapezna antena uz pomoć računalnog programa CST Microwave Studio. Ova antena je zatim izrađena i izmjerena. Izmjerene vrijednosti OSV pokazuju dobre OSV karakteristike trapezne antene do 9 GHz.

Abstract (english)

Ultra Wideband technology demands very fast communications at short and medium range. The narrow pulse used in UWB technology gives some advantage such are more precise location, faster communication and sthelt characteristics. Aplication of very narrow pulse, increase frequency bandwidth significantly. UWB uses frequency 3.1 GHz to 10.6 GHz which makes very difficult to maintain characteristics of antenna in desirable range over UWB frequency. The key role of UWB antenna is to maintain high efficiency over UWB frequency range without interfering other systems. Narrow band antenna could assume some antenna characteristics as constant over frequency such is phase frequency characteristics. Design of UWB antenna should also take in consideration phase characteristics that is no longer constant. As well as Maxwell equation, that is still valid, however could not be simplified. The use of computer software for design UWB antenna becomes essential. This work gives overview of eleven major UWB antenna designes and gives simulated characteristics of those antennas. It is presented how to use existing UWB antenna characteristics to create a new design and achieve better performance. As an example, triangle microstrip UWB unipol antenna is used as base for design trapez UWB microstrip antenna. The goal of new design antenna was to give better SWR < 2,0 in UWB frequency range. CST Microwave Studio software was used in simulation of trapez antenna. All parameters of trapez UWB antenna was optimized using simulations. The trapez antenna was built based on optimized parameters of antenna given through simulation. The measured characteristics of trapez UWB antenna shows that SWR < 2,0 was accomplish on UWB frequency range to 9 GHz.

• Keywords: ultraširokopojasna antena; OSV; impuls; UWB; simulacija
• Keywords (english): Ultra Wideband; antenna; UWB; SWR; pulse; simulations
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:731111
• Study programme: Title: Postgraduate master programme in electrical engineering; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: Magistar znanosti elektrotehnike (Magistar znanosti elektrotehnike)
• Catalog URL: http://lib.fer.hr/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=36747
• Type of resource: Text
• Extent: 105 str ; 30 cm
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2020-08-24 10:39:57