|
|
SIW-Based Circularly Polarized Antenna Arrays
Špůrek, Jan ; Joler,, Miroslav (referee) ; Mazánek, Miloš (referee) ; Raida, Zbyněk (advisor)
Tato disertační práce prezentuje nový koncept kruhově polarizovaných anténních řad na bázi vlnovodu integrovaného do substrátu. Hlavní devízou konceptu je modularita, kdy je základní stavební blok řady použitelný pro tvorbu komplexnějších řad a tento blok zároveň slouží jako šablona pro návrh komplexnější struktury. Anténní řada byla simulována a experimentálně ověřena pro frekvence 17 a 60 GHz. Na základě dosažených výsledků byla odvozena metodologie pro návrh a identifikovány klíčové oblasti návrhu. Následně práce představuje techniku zvýšení šířky pásma osového poměru kruhově polarizovaných anténních řad pomoci parazitních flíčků, které jsou umístěny nad zářiče v definované vzdálenosti. Anténní řada z první části práce byla použita v simulacích a experimentálním ověření pro frekvence 17 a 60 GHz, kdy byla tato řada rozšířena o parazitní strukturu, přidávajíc další vrstvu modularity do konceptu.
|
|
|
Electronic Components in Textile Substrates
Kokolia, Martin ; Joler,, Miroslav (referee) ; Dražan, Libor (referee) ; Raida, Zbyněk (advisor)
Cílem této práce je popsat současný stav v oblasti mikrovlnných komponent na bázi textilu a poté také autorův příspěvek k výzkumu. V tomto studijním oboru je třeba řešit mnoho problémů, a proto jsou stanoveny velmi konkrétní cíle, které by měly tvořit kompletní komunikační systém, který by byl snadno integrovatelný do čalounění uvnitř letadla nebo jiného vozidla. První kapitola je zaměřena na použití relativně nízkofrekvenčních obvodů v pásmu UHF a vysokofrekvenční sklízení energie. Po simulacích následují praktická měření. Další kapitola charakterizuje nové 3D pletené textilie a jejich vysokofrekveční vlastnosti a modelování na velmi vysokých frekvencích, které jsou žádoucí pro užití jako komunikační kanály. S prakticky ověřeným a numericky popsaným textilním substrátem pro použití v pásmu SHF je představena nový vlnovod integrovaný do textilu na bázi tisknutelného umělého magnetického vodiče s praktickou metodikou návrhu. Po ověření byl vlnovod použit pro základní dělič výkonu, dvě různé antény a dva typy senzorů. Všechny návrhy byly vyrobeny a testovány s uspokojivými výsledky.
|
|
|
Textile Integrated Waveguide Components
Cupal, Miroslav ; Polívka, Milan (referee) ; Joler, Miroslav (referee) ; Raida, Zbyněk (advisor)
Práce je zaměřena na výzkum struktur založených na vlnovodu integrovaném do textilu (TIW). Pozornost je věnována elektrické charakterizaci textilních materiálů (textilní substráty, nitě), které jsou využívány při implementaci antén, rekonfigurovatelných a aktivních obvodů integrovaných do textilu. Práce se zabývá návrhem vícevrstvých přechodů mezi mikropáskovým vedením na konvenčním substrátu a vedeními integrovanými do textilu. Dále je prezentován koncept přepínače integrovaného do textilu. Přepínač je řízen vodivými sloupky, které vytvářejí otevřenou či zavřenou stěnu prostřednictvím stejnosměrně ovládaných PIN diod. Na závěr je formulována metodika návrhu kruhově polarizovaných antén integrovaných do textilu, jež jsou určeny pro práci v ISM pásmech až do 24 GHz. Všechny postupy návrhu byly ověřeny simulacemi a měřeními reálných vzorků, které byly vyrobeny sítotiskem stříbrnou polymerovou pastou. Polovodičové komponenty byly k obvodům přilepeny vodivým stříbrným lepidlem. Komponenty vyrobené sítotiskem byly porovnávány s referenčními strukturami, které byly realizovány pomocí samolepicí měděné fólie.
|
|
|
Terahertz Antenna Arrays for Communications
Warmowska, Dominika ; Joler, Miroslav (referee) ; Pokorný, Michal (referee) ; Raida, Zbyněk (advisor)
The thesis is focused on the research of THz antenna arrays to be used for communications. Attention is turned to modeling metallic surfaces at THz frequencies, a proper characterization of gold conductivity, its relation to Drude model and corresponding measurements. Moreover, the best methods for modeling thin metallic layers (depending on the skin depth related to the metal thickness) are presented. An optimized element of a THz 2×2 antenna array designed for the application of communications is developed in a way that enables an expansion to a larger array. The expansion ability is demonstrated on a 4×4 antenna array which is presented in the thesis too. The designed antennas achieve parameters better than the state-of-art antennas. The presented antennas radiate circularly polarized wave at THz frequencies, operate in a wide bandwidth, have a high gain and are of a compact size. In the thesis, an 8×8 antenna array with a beam steering capability is presented. The main beam of the antenna array can be controlled in two dimensions. A high gain of the radiated circularly-polarized wave can be achieved that way. Different approaches to modeling antennas with thin metallic layers are compared and the best methods are recommended from the viewpoint of different requirements. The designed 2×2 and 4×4 antenna arrays are manufactured using a microfabrication technology. Each step of the fabrication is described in detail and discussed. The reflection coefficient at the input of antennas is measured and compared with simulations. Discrepancies in results are associated with surface roughness which is analyzed by a scanning probe microscope and a scanning electron microscope. By down-scaling the developed THz antenna, a low-profile high-gain antenna for Ka-band space applications is designed. The presented antenna achieves better results than state-of-art CubeSat antennas. The antenna performance is verified by a prototype to be operated at 9 GHz, and the radiation characteristics are experimentally confirmed.
|
|
|
SIW-Based Circularly Polarized Antenna Arrays
Špůrek, Jan ; Joler,, Miroslav (referee) ; Mazánek, Miloš (referee) ; Raida, Zbyněk (advisor)
Tato disertační práce prezentuje nový koncept kruhově polarizovaných anténních řad na bázi vlnovodu integrovaného do substrátu. Hlavní devízou konceptu je modularita, kdy je základní stavební blok řady použitelný pro tvorbu komplexnějších řad a tento blok zároveň slouží jako šablona pro návrh komplexnější struktury. Anténní řada byla simulována a experimentálně ověřena pro frekvence 17 a 60 GHz. Na základě dosažených výsledků byla odvozena metodologie pro návrh a identifikovány klíčové oblasti návrhu. Následně práce představuje techniku zvýšení šířky pásma osového poměru kruhově polarizovaných anténních řad pomoci parazitních flíčků, které jsou umístěny nad zářiče v definované vzdálenosti. Anténní řada z první části práce byla použita v simulacích a experimentálním ověření pro frekvence 17 a 60 GHz, kdy byla tato řada rozšířena o parazitní strukturu, přidávajíc další vrstvu modularity do konceptu.
|
|
|
Electronic Components in Textile Substrates
Kokolia, Martin ; Joler,, Miroslav (referee) ; Dražan, Libor (referee) ; Raida, Zbyněk (advisor)
Cílem této práce je popsat současný stav v oblasti mikrovlnných komponent na bázi textilu a poté také autorův příspěvek k výzkumu. V tomto studijním oboru je třeba řešit mnoho problémů, a proto jsou stanoveny velmi konkrétní cíle, které by měly tvořit kompletní komunikační systém, který by byl snadno integrovatelný do čalounění uvnitř letadla nebo jiného vozidla. První kapitola je zaměřena na použití relativně nízkofrekvenčních obvodů v pásmu UHF a vysokofrekvenční sklízení energie. Po simulacích následují praktická měření. Další kapitola charakterizuje nové 3D pletené textilie a jejich vysokofrekveční vlastnosti a modelování na velmi vysokých frekvencích, které jsou žádoucí pro užití jako komunikační kanály. S prakticky ověřeným a numericky popsaným textilním substrátem pro použití v pásmu SHF je představena nový vlnovod integrovaný do textilu na bázi tisknutelného umělého magnetického vodiče s praktickou metodikou návrhu. Po ověření byl vlnovod použit pro základní dělič výkonu, dvě různé antény a dva typy senzorů. Všechny návrhy byly vyrobeny a testovány s uspokojivými výsledky.
|
|
|
Terahertz Antenna Arrays for Communications
Warmowska, Dominika ; Joler, Miroslav (referee) ; Pokorný, Michal (referee) ; Raida, Zbyněk (advisor)
The thesis is focused on the research of THz antenna arrays to be used for communications. Attention is turned to modeling metallic surfaces at THz frequencies, a proper characterization of gold conductivity, its relation to Drude model and corresponding measurements. Moreover, the best methods for modeling thin metallic layers (depending on the skin depth related to the metal thickness) are presented. An optimized element of a THz 2×2 antenna array designed for the application of communications is developed in a way that enables an expansion to a larger array. The expansion ability is demonstrated on a 4×4 antenna array which is presented in the thesis too. The designed antennas achieve parameters better than the state-of-art antennas. The presented antennas radiate circularly polarized wave at THz frequencies, operate in a wide bandwidth, have a high gain and are of a compact size. In the thesis, an 8×8 antenna array with a beam steering capability is presented. The main beam of the antenna array can be controlled in two dimensions. A high gain of the radiated circularly-polarized wave can be achieved that way. Different approaches to modeling antennas with thin metallic layers are compared and the best methods are recommended from the viewpoint of different requirements. The designed 2×2 and 4×4 antenna arrays are manufactured using a microfabrication technology. Each step of the fabrication is described in detail and discussed. The reflection coefficient at the input of antennas is measured and compared with simulations. Discrepancies in results are associated with surface roughness which is analyzed by a scanning probe microscope and a scanning electron microscope. By down-scaling the developed THz antenna, a low-profile high-gain antenna for Ka-band space applications is designed. The presented antenna achieves better results than state-of-art CubeSat antennas. The antenna performance is verified by a prototype to be operated at 9 GHz, and the radiation characteristics are experimentally confirmed.
|
|
|
Textile Integrated Waveguide Components
Cupal, Miroslav ; Polívka, Milan (referee) ; Joler, Miroslav (referee) ; Raida, Zbyněk (advisor)
Práce je zaměřena na výzkum struktur založených na vlnovodu integrovaném do textilu (TIW). Pozornost je věnována elektrické charakterizaci textilních materiálů (textilní substráty, nitě), které jsou využívány při implementaci antén, rekonfigurovatelných a aktivních obvodů integrovaných do textilu. Práce se zabývá návrhem vícevrstvých přechodů mezi mikropáskovým vedením na konvenčním substrátu a vedeními integrovanými do textilu. Dále je prezentován koncept přepínače integrovaného do textilu. Přepínač je řízen vodivými sloupky, které vytvářejí otevřenou či zavřenou stěnu prostřednictvím stejnosměrně ovládaných PIN diod. Na závěr je formulována metodika návrhu kruhově polarizovaných antén integrovaných do textilu, jež jsou určeny pro práci v ISM pásmech až do 24 GHz. Všechny postupy návrhu byly ověřeny simulacemi a měřeními reálných vzorků, které byly vyrobeny sítotiskem stříbrnou polymerovou pastou. Polovodičové komponenty byly k obvodům přilepeny vodivým stříbrným lepidlem. Komponenty vyrobené sítotiskem byly porovnávány s referenčními strukturami, které byly realizovány pomocí samolepicí měděné fólie.
|
guest ::
RSS feed.