リニアアンテナアレイ示すレンズ

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この例では、Remcom の示すレンズデザイナー (RLD) ソフトウェアで設計されたマイクロストリップ示すレンズを使用し、カスタマイズしたスクリプトと XACT の正確なセル技術のメッシュ作成機能を利用して、フルウェーブ XFdtd でシミュレートします。元のレンズの設計はで見つけることができる 16 GHz 示すレンズの例.それは最初にそれ自身によって模倣され、次にパッチアンテナの線形1x16 配列はより完全な分析のためのレンズの出力ポートに加えられる。いずれの場合も、設計を最適化する際に、レンズから放射されたパターンを RLD ソフトウェアで開発されたアレイファクタと比較します。 

レンズ単体

RLD のレンズには、7つのビームポート、16個のアレイポート、16 GHz のセンター周波数があります。このレンズは、50ωのシステムインピーダンスと半波長の素子間隔を出力するマイクロストリップ設計です。セットアップでスクリプトを使用し、インポートしたレンズを図1に示します (ビームポートが左側、出力 (アレイ) ポートが右側、サイドウォールに接続されたダミーポートが上部と下部にあります)。XACT メッシュ機能がレンズ構造に対して有効になっている場合、メッシュは、図2のいくつかの配列ラインの拡大画像に見られるように、曲面に沿って正確にマップされます。このレンズでは、選択されたセルサイズは1mm です。

 

図 1: RLD から輸入された示すレンズ設計

 

図 2: XACT を使用したレンズのメッシュ

 

図 3: センタービームポートのアクティブポートでのリターンロス

 

図 4: センターポートがアクティブな場合のアレイファクタ

 

図 5: 中心周波数の各アレイポートでの SParameter マグニチュード

最初に、16 GHz 中心の変調ガウスパルスを中心ビームポートに適用して、レンズをシミュレートします。これにより、出力で中心ビームが生成されます。シミュレーションの後、図3に示すように、入力ポートでのリターンロスは、周波数に対してプロットされます。XFdtd によって計算されたレンズの中心ビームの配列係数は、図4のオリジナルの RLD 設計からの配列係数と比較しています。スクリプトは、レンズの性能を検証するために、中心周波数で配列ポート全体に S パラメータの大きさと位相をプロットするためにも使用されました。図5に示すように、アレイ・ポート間の出力は、センター・ビーム・ポートがアクティブであると予想されるレベルにほぼ同じです。

レンズのビームのスキャンを実証するために、第1のビームポート (左下) をアクティブにして2番目のシミュレーションを実行します。この場合、ビームは、設計によって定義されたスキャン角度16度だけオフセットされ、図6に見ることができます。図7および8は、中心 (図 7) および左下 (図表 8) のビームポートがアクティブな場合の、レンズ表面の導通電流の違いを示しています。出力ポートでのフィールドの到着時間の変動は、ビームのスキャンを担当する位相シフトを設定します。

 

図 6: 下位ポートがアクティブな場合の16度のシフトを持つアレイファクタ

 

図 7: ポート4がアクティブな時間領域伝導電流

 

図 8: ポート1がアクティブな時間領域伝導電流

1x16 パッチアレイ付きレンズ

次に、パッチアンテナの線形1x16 アレイがレンズの出力に追加されます。パッチアレイが取り付けられたレンズジオメトリを図9に示します。アンテナの複雑さにより、このシミュレーションのセルサイズは 0.5 mm に減少します。センタービームポートをアクティブにしたシミュレーションに続いて、パッチアレイの輻射ゲインパターンがプロットされます。このゲイン・パターンは図10の RLD 配列係数に対してプロットされ、rld 配列因子データに XFdtd シミュレーションのピークゲインを追加することによって、RLD ゲインパターンが作成されます。

 

図 9: リニア1x16 パッチアンテナアレイを備えたレンズの形状

 

図 10: 調整された RLD アレイファクタと比較したアンテナアレイを持つレンズのゲインパターン