Линейная антенная решетка КВЧ диапазона на основе преобразования поверхностных волн

Автор(и)

  • Анатолий Валерьевич Гнатовский Институт радиофизики и электроники Национальной Академии наук Украины, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-0968-3878
  • Сергей Анатольевич Провалов Институт радиофизики и электроники Национальной Академии наук Украины, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3848-0383
  • Григорий Иванович Хлопов Институт радиофизики и электроники Национальной Академии наук Украины, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-0462-8829

DOI:

https://doi.org/10.20535/S002134701903004X

Ключові слова:

антенная решетка, Н-образный металлодиэлектрический волновод, распределение ближнего поля, диаграмма направленности

Анотація

Опыт применения экспериментальных образцов  антенн дифракционного излучения указывает на необходимость расширения перечня вариантов и модификаций технических решений таких антенн. Одним из вариантов таких решений является модификация линейного диэлектрического волновода с целью жесткой фиксации диэлектрического стержня. В данной работе предложено использовать Н-образные волноводы поверхностных волн в виде сочетания диэлектрического стержня и металлических элементов в качестве базовых элементов антенн дифракционного излучения, предназначенных для работы в условиях повышенных механических нагрузок и вибраций на частотах выше 80 ГГц. Представлены результаты экспериментальных исследований распределения ближних полей в раскрыве, диаграммы направленности, коэффициента усиления и  потерь энергии в антенне, характеризующие эффективность реализованного конструктивного подхода. Предложена конфигурация антенной линейной решетки дифракционного излучения с модифицированным диэлектрическим волноводом, что является основой для разработки сканирующих антенн в диапазоне свыше 80–100 ГГц.

Посилання

Антенны и устройства СВЧ. Под ред. Д. И. Воскресенского. М.: Радио и связь, 1981. 432 с.

Андренко, С. Д.; Сидоренко, Ю. Б.; Шестопалов, В. П. “К вопросу о преобразовании поверхностных волн в объемные,” ДАН УССР, № 12, С. 156–159, 1976.

Андренко, С. Д.; Девятков, Н. Д.; Шестопалов, В. П. “Антенные решетки миллиметрового диапазона,” ДАН СССР, Т. 240, № 6, С. 1340–1343, 1978.

Sautbekov, S.; Sirenko, K.; Sirenko, Yu.; Yevdokymov, A. “Diffraction radiation effects: a theoretical and experimental study,” IEEE Antennas Propag. Mag., Vol. 57, No. 5, p. 73-93, 2015. DOI: https://doi.org/10.1109/MAP.2015.2470673.

Kusaykin, O. P.; Melezhik, P. N.; Poyedinchuk, A. E.; Provalov, S. A.; Seleznyov, D. G. “Surface and leaky waves of a planar dielectric waveguide with a diffraction grating,” IET Microwaves, Antennas & Propag., Vol. 10, No. 1, p. 61-67, 2016. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-map.2015.0158.

Кириленко, А. А.; Стешенко, С. А. “Строгая двумерная модель эффекта преобразования поверхностных волн в объемные,” Радиофизика и электроника, Т. 10, № 1, С. 30–38, 2005.

Ostankov, A. V.; Antipov, S. A.; Razinkin, K. A. “Optimization of directional and energetic properties of diffraction antenna,” Global J. Pure Appl. Math., Vol. 12, No. 4, p. 3845-3864, 2016. URI: https://www.ripublication.com/gjpam16/gjpamv12n4_86.pdf.

Мележик, П. Н.; Разсказовский, В. Б.; Резниченко, Н. Г.; Зуйков, В. А.; Андренко, С. Д.; Сидоренко, Ю. В.; Провалов, С. А.; Варавин, А. В.; Усов, Л. С.; Чмиль, В. М.; Муськин, Ю. Н. “Полупроводниковый когерентный радиолокатор миллиметрового диапазона для контроля наземного движения в аэропортах,” Наука та інновації, Т. 4, № 3, С. 5–13, 2008. DOI: https://doi.org/10.15407/scin4.03.005.

Мележик, П. Н.; Сидоренко, Ю. Б.; Провалов, С. А.; Андренко, С. Д.; Шило, С. А. “Плоскостная антенна дифракционного излучения радиолокационного комплекса миллиметрового диапазона,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 53, № 5, С. 12–21, 2010. URI: http://radio.kpi.ua/article/view/S002134701005002X.

Гнатовский, А. В.; Провалов, С. А. “Исследование свойств комбинированных решеток в антеннах дифракционного излучения,” Радиофизика и электроника, Т. 5, № 2. С. 10–15, 2014. URI: http://nbuv.gov.ua/UJRN/rphre_2014_5%2819%29_2_4.

Vertiy, A. A.; Sirenko, Yu. K.; Pavlyuchenko, A.; Poyedinchuk, A.; Sabyrov, A.; Sautbekov, S. S.; Yashina, N. P. “Surface-to-spatial mode conversion by a convex cylindrical diffraction grating: an experimental study,” Telecom. Radio Eng., Vol. 75, No. 4, p. 297-311, 2016. DOI: http://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v75.i4.20.

Burambayeva, N.; Naumenko, V.; Sautbekov, S. S.; Sirenko, Yu. K.; Vertiy, A. A. “Modeling and analysis of a fast-scanning diffraction radiation antenna,” Telecom. Radio Eng., Vol. 75, No. 3, p. 189-199, 2016. DOI: http://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v75.i3.10.

Cohn, M. “Propagation in a dielectric-loaded parallel plane waveguide,” IRE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 7, No. 2, p. 202-208, 1959. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.1959.1124682.

Sanchez, A.; Oliner, A. A. “A new leaky waveguide for millimeter waves using nonradiative dielectric (NRD) waveguide - Part I: Accurate theory,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 35, No. 8, p. 737-747, 1987. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.1987.1133740.

Qing, H.; Oliner, A. A.; Sanchez, A. “A new leaky waveguide for millimeter waves using nonradiative dielectric (NRD) waveguide - Part II: Comparison with experiments,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 35, No. 8, p. 748-752, 1987. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.1987.1133741.

Attari, J.; Boutayeb, H.; Wu, K. “A simplified implementation of substrate integrated non-radiative dielectric waveguide at millimeter-wave frequencies,” PIER C, Vol. 55, p. 83-94, 2014. DOI: http://doi.org/10.2528/PIERC14051905.

Latrach, L.; Rihem, N.; Hanen, H.; Gharsallah, A. “Parametric and comparative studies of leaky wave image NRDG antenna designed with the ordinary single-layer and the double-layers rectangular image NRD guide,” Int. J. Commun. Antenna Propag., Vol. 6, No. 2, p. 108-110, 2016. DOI: https://doi.org/10.15866/irecap.v6i2.8325.

Гутцайт, Э. М. “Типы волн в Н-образном металлодиэлектрическом волноводе,” Радиотехника и электроника, № 2, С. 310–320, 1962.

Шестопалов, В. П.; Литвиненко, Л. Н.; Масалов, С. А.; Сологуб, В. Г. Дифракция волн на решетках. Харьков: Изд-во Харьк. ун-та, 1973. 273 c.

Опубліковано

2019-03-29

Як цитувати

Гнатовский, А. В., Провалов, С. А., & Хлопов, Г. И. (2019). Линейная антенная решетка КВЧ диапазона на основе преобразования поверхностных волн. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 62(3), 158–166. https://doi.org/10.20535/S002134701903004X

Номер

Розділ

Оригінальні статті