コリニアアンテナアレイ

コリニア アンテナ アレイは、ダイポール エレメントで構成されます。これらの双極子は互いに平行で同一線上にあります。このタイプのアンテナは、E プレーンのゲインと指向性が強化されています。双極子要素の数を 2 倍にすると、ゲインが 2 倍になります。ただし、実際には、損失のために通常それよりも少なくなります。この例では、3.2 GHz で動作するコリニア アレイが HFWorks でシミュレートされています。

図 1 -アンテナ アレイ

アンテナ構造は、すべての放射強度を合計するためにいくつかの放射双極子をリンクする際のフランクリンの原理の使用を思い起こさせます。ダイポール間の 180° 位相シフトを使用して破壊的な合計を防止することで、マイクロストリップ パッチ アンテナなどの他のタイプのアンテナ ダイポールを使用してアンテナを実装できます。

寸法

すべての寸法は mm です。回路図は、3 つの双極子のうち 2 つの間のリンクのみを示しています。2 番目のリンクは、まったく同じ方法で構築されています。

部材と材料

アンテナのフィードは、その端の1つの側面にあります。もう一方の端は開回路です。各双極子は、PEC の内側と外側の導体層を備えた Duroid 5880 基板の絶縁層のように扱われます。すべての双極子は、側面が電波暗室をシミュレートするエア ボックスに入れられます。

メッシング

この例のメッシュは、円形に形成された双極子で十分に正確である必要があり、シミュレーターはモデルがかなり円形であると認識できます。

結果

メッシングが実現されると、0.5 GHz から 3.5 GHz の周波数範囲でアンテナ シミュレーションを実行し、目的の周波数周辺のアンテナの動作を正確に視覚化します。

図 3 -ポート 1 での反射係数

寸法のセクションで見たように、全波長は約 100 ミリメートルであり、これは約 3 GHz の周波数にほぼ対応します。上記の曲線によると、3.25 GHz で適切なレベルのリターン ロスに達しています。曲線は減少し続け、許容できるマッチングに達し、3 つの放射双極子の建設的な合計の原理を証明しています。放射された全フィールドの図がさらに示されています。

図 4 -近電界分布

図 5 -遠方界分布

スタディの作成中に角度のステップを調整して、2D または 3D のどちらでも滑らかなプロットを取得できます。この図では、電界の 3D 放射をプロットしています。

結論

このアンテナは、目的のアプリケーションの仕様に対応するように最適化されており、Franklyn アンテナの精度と原理をテストしています。これまで見てきたように、アンテナは、適切な周波数範囲内で動作し、3 GHz 前後のリターン ロスで良好なレベルで動作することにより、許容できる性能を示しています。その他のフランクリン アンテナ タイプ (ミロストリップ パッチ アンテナなど) のさらなるテストは、HFWorks でテストできます。