Show simple item record

Analysis and synthesis of antenna arrays with respect to mutual coupling and beamforming



dc.contributor.advisorHazdra Pavel
dc.contributor.authorTomáš Lonský
dc.date.accessioned2019-09-20T08:19:16Z
dc.date.available2019-09-20T08:19:16Z
dc.date.issued2019-09-11
dc.identifierKOS-682906609605
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10467/85411
dc.description.abstractato práce se zabývá analýzou a syntézou (zejména liniových) anténních řad umístěných ve volném prostoru nebo nad nekonečnou zemní rovinou. K charakterizaci problému byla odvozena teorie a algoritmus implementován v programu MATLAB. Pro liniové anténní řady se vyvinutá metoda se vyznačuje velkou rychlostí z důvodu použití vhodné aproximace proudového obložení na jednotlivých prvcích řady. Pro analýzu řad jsou využity modální techniky, tj. řada je charakterizována maticemi o rozměru NxN (kde N je počet prvků v řadě) popisujícími její impedační a vyzařovací vlastnosti. Tyto matice jsou následně podrobeny modálním rozkladům, jejichž výsledek poskytuje optimální buzení elementů pro dosažení daných vlastností – rezonance řady, činitel jakosti, směrovost. Kromě semi-analytických metod aplikovaných na liniové řady byl rovněž vyvinut algoritmus využívající simulátor elektromagnetického pole CST MWS, jež je pomocí maker propojen s programem MATLAB. Takto je možné syntetizovat vyzařovací diagram řady s libovolným typem elementů, tj. nikoli jen s dipóly. Výše zmíněné metody jsou aplikovány a ověřeny na několika příkladech: Optimalizace Yagi-Uda antény s různou délkou elementů, Optimalizace šířky pásma a směrovosti řady nad zemní rovinou, Řízení směrovosti kruhové řady, Syntéza supersměrového buzení řady, Syntéza daného vyzařovacího diagramu řady včetně zahrnutí vzájemných vazeb. V neposlední řadě jsou tyto příklady a techniky inspirací pro návrh a výrobu anténní řady na frekvenci 26 GHz. Tato řada byla vyrobena, změřena a bude implementována spolu s optickým systémem, který bude tvořit napájecí a přenosovou část pro systém 5G.cze
dc.description.abstractThis work deals with the analysis and synthesis of (especially linear) antenna arrays located in free space or above the infinite ground plane. The theory and algorithm implemented in MATLAB were derived to characterize the problem. For linear antenna array the developed method is characterized by a high computational speed due to the use of suitable current distribution approximation on individual elements of the array. Modal techniques are used to analyze the array, i.e., the array is characterized by matrices of N x N dimension (where N is the number of elements) describing its impedance and radiation properties. These matrices are then subject to modal decomposition, the result which provides optimal excitation of the elements to achieve given properties - resonance, quality factor, directivity. In addition to semi-analytical methods applied to linear arrays, an algorithm using electromagnetic field simulator CST MWS, which is connected to MATLAB by macros, was also developed. In this way, it is possible to synthesize a radiation pattern of an array with any type of element, i.e., not just dipoles. The above methods are tested and validated on several examples: Optimization of Yagi-Uda antenna with different element lengths, Optimization of bandwidth and directivity of an array above ground plane, Directivity control of circular array, Synthesis of super-directivity excitation of an array, Synthesis of a given radiation pattern of an array, including the mutual coupling. Last but not least, these examples and techniques are an inspiration for the design and manufacture of the 26 GHz antenna array. This array has been manufactured, measured and will be implemented together with an optical system that will form the power and transmission part to the 5G system.eng
dc.publisherČeské vysoké učení technické v Praze. Vypočetní a informační centrum.cze
dc.publisherCzech Technical University in Prague. Computing and Information Centre.eng
dc.rightsA university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmleng
dc.rightsVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlcze
dc.subjectSyntéza a optimalizace anténních řadcze
dc.subjectvyzařovací diagramcze
dc.subjectdipólové anténycze
dc.subjectřízení anténního svazkucze
dc.subjectmodální dekompozicecze
dc.subjectAntenna arrays synthesis and optimizationeng
dc.subjectAntenna radiation patternseng
dc.subjectDipole antennaseng
dc.subjectBeam steeringeng
dc.subjectModal decompositioneng
dc.titleAnalýza a syntéza anténních řad s ohledem na vzájemné vazby prvků, beamformingcze
dc.titleAnalysis and synthesis of antenna arrays with respect to mutual coupling and beamformingeng
dc.typedisertační prácecze
dc.typedoctoral thesiseng
dc.contributor.refereeKarban Pavel
theses.degree.disciplineRadioelektronikacze
theses.degree.grantorkatedra elektromagnetického polecze
theses.degree.programmeElektrotechnika a informatikacze


Files in this item


This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record