Исследование и разработка многолучевой антенной решётки на основе матрицы Батлера

Рассмотрены характеристики канала связи с беспилотным летательным аппаратом. Изучены существующие типы антенных систем, и произведён их сравнительный анализ. Результаты анализа показали, что наиболее подходящей является параболическая антенная система, но количество подвижных частей делало её слишком ненадёжной. Для устранения её отрицательных характеристик была спроектирована многолучевая антенная решётка, на основе матрицы Батлера. Матрица Батлера позволяет формировать диаграмму направленности антенной решётки в необходимом направлении, при этом имея минимум подвижных частей, но обладая достаточным коэффициентом усиления. 4х4 матрица Батлера реализована микрополосковым методом, в качестве диэлектрика был выбран FR4, с диэлектрической проницаемостью ε_r=4,5, и высотой h=1,5 мм. 4х4 Матрица Батлера включает в себя 4 гибридных соединения, 2 кроссовера и 2 фазовращателя. В качестве элементов антенной решётки были выбраны штыревые антенны длинной 142 мм, а за ними был установлен рефлектор, для большего усиления направленности антенной решётки. Произведя моделирование антенной системы в программном продукте CST Studio, были получены конкретные значения усиления антенной системы, которые при подаваемой мощности в 1 Вт достигали 12,5 дБи. А так же была смоделирована форма диаграммы направленности антенной решётки.