Μελέτη Και Προσομοίωση Παράγοντα Διάταξης Και Διαγράμματος Ακτινοβολίας Επίπεδων Στοιχειοκεραιών Ανεστραμμένου F (pifa)

Abstract

Έχοντας ως γνώμονα τις ραγδαίες εξελίξεις που σημειώνονται σήμερα στα συστήματα των κινητών επικοινωνιών, την μεγάλη ανάγκη για καλή ποιότητα υπηρεσίας και την εξέλιξη των κινητών τερματικών, είναι αρκετά τα αντικείμενα έρευνας σε όλους τους τομείς. Ένα από αυτά τα αντικείμενα είναι και η σχεδίαση κεραιών για κινητές επικοινωνίες οι οποίες πρέπει να παρουσιάζουν ένα ικανοποιητικό κέρδος, να είναι ομοιοκατευθυντικές, να έχουν μικρές διαστάσεις, και να προσαρμόζονται εύκολα σε όλα τα κινητά τερματικά.Μια ιδανική κεραία η οποία παρουσιάζει τα πιο πάνω χαρακτηριστικά και έχει ευρεία χρήση στα συστήματα κινητών επικοινωνιών και ειδικά στην κινητή τηλεφωνία είναι η επίπεδη κεραία ανεστραμμένου F, PIFA.Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται περαιτέρω βελτίωση της κεραίας PIFA δημιουργώντας μια στοιχειοκεραία PIFA.Αρχικά με την βοήθεια του λογισμικού Supernec παίρνουμε το διάγραμμα ακτινοβολίας της κεραίας PIFA, και εφαρμόζοντας την θεωρία των στοιχειοκεραιών καταλήγουμε στο διάγραμμα ακτινοβολίας μιας στοιχειοκεραίας PIFA 2 στοιχείων. Στην συνέχεια παίρνουμε ξανά το διάγραμμα ακτινοβολίας της στοιχειοκεραίας PIFA 2 στοιχείων, αλλά αυτή τη φορά μετά από προσομοιώσεις στο πρόγραμμα Supernec, για ίδια τιμή της συχνότητας και για διάφορες τιμές της απόστασης των στοιχείων της. Με αυτό τον τρόπο διαπιστώνουμε ότι η θεωρία των στοιχειοκεραιών επαληθεύεται και για κεραίες PIFA 2 στοιχείων.Ένα άλλο αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής είναι και η μελέτη της αμοιβαίας αντίστασης μεταξύ των στοιχείων μιας στοιχειοκεραίας PIFA M - στοιχείων και το πως αυτή επηρεάζει το διάγραμμα ακτινοβολίας και την αντίσταση εισόδου της στοιχειοκεραίας. Για να γίνει ο υπολογισμός της αμοιβαίας αντίστασης μεταξύ 2 στοιχείων της στοιχειοκεραίας, παίρνουμε την αντίσταση εισόδου του ενός εκ των δύο στοιχείων μέσω προσομοίωσης, για διάφορες τιμές της μεταξύ τους απόστασης, και μέσω της αντίστασης εισόδου του στοιχείου αυτού καταλήγουμε σε τιμές της αμοιβαίας αντίστασης μεταξύ 2 οποιονδήποτε στοιχείων της στοιχειοκεραίας PIFA που μελετάμε ανάλογα με τις αποστάσεις που αυτά είναι τοποθετημένα.Μέσω της ποιο πάνω διαδικασίας, εφόσον καταλήξουμε στην αμοιβαία αντίσταση μεταξύ ενός οποιουδήποτε ζεύγους στοιχείων της στοιχειοκεραίας, είμαστε σε θέση να υπολογίσουμε μέσω της επίλυσης ενός συστήματος εξισώσεων ΜxM όπου Μ τα στοιχεία της στοιχειοκεραίας όλους τους ρευματικούς συντελεστές των ρευμάτων που επάγονται στα στοιχεία της. Οπόταν έτσι είμαστε σε θέση να υπολογίσουμε τον παράγοντα διάταξης της στοιχειοκεραίας PIFA που μελετάμε, και αντίστοιχα το διάγραμμα ακτινοβολίας της. Ακόμη με μεταβολή των αποστάσεων μεταξύ των στοιχείων της στοιχειοκεραίας, είναι δυνατόν να δημιουργήσουμε οποιοδήποτε διάγραμμα ακτινοβολίας εμείς επιθυμούμε και το οποίο θα είναι σαφώς βελτιωμένο σε σύγκριση με αυτό της απλής κεραίας PIFA.