МОДЕЛЮВАННЯ ТА АНАЛІЗ ПАРАМЕТРІВ ТА ХАРАКТЕРИСТИК ШИРОКОСМУГОВИХ АНТЕННИХ ПРИСТРОЇВ У СИСТЕМАХ ЗВ’ЯЗКУ Wi-Fi, 5G ТА МЕРЕЖАХ ІоТ

Анотація

У роботі проведено аналіз та порівняння параметрів і характеристик вузькосмугових та широкосмугових антен, що використовуються в технологіях IoT. У сучасних бездротових системах зв'язку, таких як Wi-Fi, 5G та мережах Інтернету речей критично важливо забезпечити високу якість сигналу та ефективне використання частотного ресурсу. Для пристроїв Інтернету речей, коли критичними показниками стають невеликі габарити та споживана потужність, досить часто у якості антенних пристроїв обирають широкосмугові антени. Значний науковий інтерес та великий обсяг інженерних досліджень таких антен пов’язаний із можливістю розробки спеціалізованих протоколів передачі інформації, які забезпечують ефективне використання частотного ресурсу в умовах значної інтерференції, створеної сусідніми пристроями. Антени у таких системах є критичними компонентами. Одним з основних засобів визначення, оптимізації і моделювання широкосмугових антенних пристроїв є HFSS (High-Frequency Structure Simulator). HFSS є потужним інструментом для моделювання та аналізу, що дозволяє отримати точні результати та здійснити детальний параметричний аналіз та оптимізацію антен за розрахованими параметрами. Використовуючи для цього найбільш значущі досягнення сучасних обчислювальних методів у різних галузях науки і техніки та електродинаміці зокрема: метод моментів, генетичні алгоритми оптимізації тощо. У цій статті розглянуто використання HFSS для аналізу та порівнювання параметрів і характеристик вузькосмугових та широкосмугових антен, що застосовуються у технологіях IoT: діаграму направленості, коефіцієнт відбивання антени, частотну діаграму випромінювання та ряд інших. Для цього розглянуті пристрої, які представляють обидві категорії: мікросмугова кругова антена та логперіодична трапецієподібна антена. На основі проведеного аналізу зроблений висновок про можливість формування багатоканальної системи на основі широкосмугової антени та проведено його порівняння із каналом, утвореним вузькосмуговою антеною.