Elektrotehnìka ta Elektroenergetika (Jan 2023)
Дослідження випромінюючого модуля системи енергетичного мене-джменту будівель
Abstract
Мета роботи. Вдосконалення інструментарію взаємодії між сенсорами та системою керування будівлі за допомогою використання трикутної мікросмужкової антени. Методи дослідження. Математичне моделювання методом кінцевих різниць у часовій області. Отримані результати. Запропоноване технічне рішення полягає у виборі оптимальної конструкції випромінюючого модулю у формі трикутної мікросмужкової антени, шляхом математичного моделювання, значень геометричних розмірів трикутника, товщини діелектричного шару та значення його діелектричної проникності, загальних розмірів випромінюючого модулю які забезпечують оптимальне узгодження антени з фідером живлення у вигляді мікросмужкової лінії. Розроблено комп'ютерну модель трикутної мікросмужкової антени методом кінцевих різниць у часовій області дозволяє провести дослідження щодо параметрів даної антени, які забезпечують стійкий бездротовий зв’язок між системою давачів (сенсорів) та блоком керування автоматизацією будинка. Умовою підвищення ступеня узгодження антени із лінією живлення вибір способу живлення антени. Встановлено, що найбільш оптимальним способом живлення трикутної антени є спосіб приєднання мікросмужкової лінії до середини сторони трикутника, у порівнянні зі способом приєднання лінії живлення до вершини трикутника. Проведено оптимізацію ширини мікросмужкової лінії живлення по критерію мінімізації модуля коефіцієнта відбиття на вході антени. Проведено дослідження ступеня узгодженості антени на робочих частотах 2,4 та 7 ГГц. На частоті 7 ГГц величина модуля коефіцієнта відбиття складає -23,6776 дБ. Розраховані тривимірна та двовимірні діаграми спрямованості даної антени. Діаграма спрямованості має майже сферичну форму, тобто дозволяє розміщувати випромінюючий модуль у довільній орієнтації щодо земної поверхні. Це дозволяє використовувати трикутну мікросмужкову антену у якості випромінюючого модуля системи енергетичного менеджменту будівель та системи розумний дім. Наукова новизна. Дослідження способів живлення трикутної мікросмужкової антени дозволяє знайти оптимальне узгодження антени із лінією живлення, що забезпечує формування характеристик випромінювання які забезпечують ефективну взаємодію між давачами (сенсорами) та системою керування енергетичного менеджменту будівлі. Практична цінність. Отримані в результаті дослідження характеристик випромінювання трикутної мікросмужкової антени дозволяють використовувати її для організації бездротового каналу зв’язку в 4% смузі робочих частот.
Keywords
