Оптимальные конструкции волноводно-пластинчатых поляризаторов для различных относительных рабочих полос частот

Автор(и)

  • Федор Федорович Дубровка Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3485-6822
  • Степан Иванович Пильтяй Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-6927-8663
  • Роман Ростиславович Дубровка Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Ukraine https://orcid.org/0000-0003-0051-4784
  • Н. Н. Литвин Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Ukraine
  • С. Н. Литвин Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347020010021

Ключові слова:

волноводно-пластинчатый поляризатор, ортомодовый преобразователь, круговая поляризация, кросс поляризационная развязка, возвратные потери, рабочая полоса частот

Анотація

В статье представлены численные результаты оптимизации характеристик волноводно-пластинчатого поляризатора для различных рабочих полос частот. Поляризатор состоит из входного квадратного волновода, продольной пластины-перегородки постоянной толщины со ступенчатым профилем  и двух выходных прямоугольных волноводов. Конструкции 2-, 3-, 4-, 5-ступенчатых волноводно-пластинчатых поляризаторов оптимизированы для работы в различных рабочих полосах частот таким образом, чтобы одновременно обеспечить максимальные уровни кросс-поляризационной развязки, развязки между выходными волноводными портами и возвратных потерь. Представлены оптимизированные размеры вышеупомянутых пластин для 5, 10, 15, 18 и 20% рабочих полос частот. На основании полученных результатов изготовлены прототипы поляризаторов для K- и Q-диапазонов частот и измерены их характеристики. Экспериментальные результаты хорошо согласуются с теоретическими. Полученные результаты оптимизации могут быть использованы для разработки волноводно-пластинчатых поляризаторов и прогнозирования их характеристик в различных рабочих полосах частот, вплоть до 20%. Помимо этого, оптимальные размеры можно масштабировать и устанавливать в качестве первоначальных для оптимизации поляризаторов в необходимом диапазоне частот с заданной рабочей полосой частот.

Посилання

J. Kim, S. Yoon, E. Jung, J. W. Lee, T. K. Lee, and W. K. Lee, “Triangular-shaped stepped septum polarizer for satellite communication,” in IEEE Antennas and Propagation Society, AP-S International Symposium (Digest), 2011, pp. 854–857, doi: http://doi.org/10.1109/APS.2011.5996409.

J. C. Angevain and N. J. G. Fonseca, “Waveguide septum polarizer shaped with Legendre polynomials,” in 2017 11th European Conference on Antennas and Propagation, EUCAP 2017, 2017, pp. 2286–2290, doi: https://doi.org/10.23919/EuCAP.2017.7928324.

C. A. Leal-Sevillano, K. B. Cooper, J. A. Ruiz-Cruz, J. R. Montejo-Garai, and J. M. Rebollar, “A 225 GHz circular polarization waveguide duplexer based on a septum orthomode transducer polarizer,” IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol., vol. 3, no. 5, pp. 574–583, 2013, doi: https://doi.org/10.1109/TTHZ.2013.2264317.

W. Zhong, B. Li, Q. Fan, and Z. Shen, “X-band compact septum polarizer design,” in ICMTCE2011 - Proceedings 2011 IEEE International Conference on Microwave Technology and Computational Electromagnetics, 2011, pp. 167–170, doi: http://doi.org/10.1109/ICMTCE.2011.5915191.

J. A. Ruiz-Cruz, M. M. Fahmi, M. Daneshmand, and R. R. Mansour, “Compact reconfigurable waveguide circular polarizer,” in IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, 2011, doi: https://doi.org/10.1109/MWSYM.2011.5972872.

J. A. Ruiz-Cruz, M. M. Fahmi, S. A. Fouladi, and R. R. Mansour, “Waveguide antenna feeders with integrated reconfigurable dual circular polarization,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 59, no. 12 PART 2, pp. 3365–3374, Dec. 2011, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2011.2170581.

N. Nikolic, A. Weily, I. Kekic, S. L. Smith, and K. W. Smart, “A Septum Polarizer with Integrated Square to Circular Tapered Waveguide Transition,” in 2018 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium and USNC/URSI National Radio Science Meeting, APSURSI 2018 - Proceedings, 2018, pp. 725–726, doi: http://doi.org/10.1109/APUSNCURSINRSM.2018.8608909.

Ф. Ф. Дубровка, С. И. Пильтяй, “Собственные волны коаксиальных четырехреберных волноводов. Теория,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 57, № 1, С. 3–30, 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.20535/S0021347014010014.

Ф. Ф. Дубровка, С. И. Пильтяй, “Собственные волны коаксиальных четырехреберных волноводов. Численные результаты,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 57, № 2, С. 3–19, 2014. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347014020010.

S. I. Piltyay, “High performance extended C-band 3.4-4.8 GHz dual circular polarization feed system,” in 2017 11th International Conference on Antenna Theory and Techniques, ICATT 2017, 2017, pp. 284–287, doi: https://doi.org/10.1109/ICATT.2017.7972644.

Ф. Ф. Дубровка and П. Я. Степаненко, “Широкополосные секции дифференциального фазового сдвига на гофрированном квадратном волноводе,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 39, no. 2, pp. 3–10, 1996.

Опубліковано

2020-01-22

Як цитувати

Дубровка, Ф. Ф., Пильтяй, С. И., Дубровка, Р. Р., Литвин, Н. Н., & Литвин, С. Н. (2020). Оптимальные конструкции волноводно-пластинчатых поляризаторов для различных относительных рабочих полос частот. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 63(1), 21–32. https://doi.org/10.20535/S0021347020010021

Номер

Розділ

Оригінальні статті