НИЗКОПРОФИЛЬНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ БАЗОВОЙ СТАНЦИИ

Аннотация

Рассмотрена конструкция низкопрофильной антенной решетки для базовой станции. Ос- новной деталью конструкции является квадратный дипольный массив, который представляет собой утолщенные вибраторы. В конструкции применяется балун в форме «Змейки», который обеспечивает формирование линий передачи и поддержку излучателей с квадратным контуром. Улучшение полосы рабочих частот и уменьшение высоты удалось достичь путем размещения непосредственно между диполем и землей диэлектрического материала с εr = 2, tan(δ) = 0.002, электрическая толщина которого составила 0,16λ на центральной частоте рабочего диапазона длин волн. Представлены результаты численного исследования характеристик элементарной ячейки антенной решетки с периодическими граничными условиями на гранях в программном обеспечении ANSYS HFSS. Показаны коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) эле- ментов антенны и элементов прототипа Kathrein 739622. Показана зависимость КСВН элемента антенны от частоты при различных значениях радиуса диполя. Исследовано влияние размера ба- луна на характеристики элемента антенной решетки. Расчетным путем установлено, что выбор радиуса диполя позволяет укорочить диполь в 1,5 раза и выбор размера балуна в форме «Змейки» обеспечивает уменьшить высоту антенны при этом не ухудшаются характеристики антенны. Показаны диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях. На основе предложенного элемента разработаны модели конечных антенных решеток. Эта антенна обыч- но состоит из ряда 4 идентичных элементов, установленных вдоль вертикальной линии, что фор- мирует антенную решетку. Показаны КСВН и коэффициент усиления (КУ) антенной решетки и также диаграммы направленности антенной решетки в горизонтальной и вертикальной плоско- сти на разных частотах. Результаты моделирования показывают, что благодаря предложенной оригинальной идее трансформации прямолинейного балуна в криволинейный в форме «змейки» и утолщенных вибраторов удалось получить конструкцию излучателя базовой сотовой связи, уменьшенную в 1,5 раза по сравнению с применяемыми антеннами на практике в Kathrein 739622 с не худшими характеристиками.