Оптимальні конструкції хвилевідних пластинчастих поляризаторів Х-діапазону з різними товщинами сходинок пластин-перегородок

Автор(и)

  • Федір Федорович Дубровка Національний технічний університет України «Київский політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Україна, Київ, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3485-6822
  • Степан Іванович Пільтяй Національний технічний університет України «Київский політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-6927-8663
  • Роман Ростиславович Дубровка Національний технічний університет України «Київский політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Ukraine https://orcid.org/0000-0003-0051-4784
  • Микола Литвин Національний технічний університет України «Київский політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Ukraine
  • Сергій Литвин Національний технічний університет України «Київский політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347021090041

Анотація

У статті представлено результати оптимізації (конструктивного синтезу) хвилевідних пластинчастих поляризаторів (septum polarizer) з різними товщинами сходинок поздовжньої пластини-перегородки з використанням методу скінченних елементів. Отримано оптимальні розміри поляризаторів X-діапазону з 2-, 3-, та 4-сходинковими пластинами-перегородками для різних відносних смуг частот. Показано, що використання 3-сходинкової пластини-перегородки зі змінною товщиною сходинок, замість пластини-перегородки постійної товщини, покращує коефіцієнт відбиття та кросполяризаційну розв’язку хвилевідного пластинчастого поляризатора на 2–5, та 3–6 дБ відповідно, залежно від відносної смуги частот. Також наведено результати вимірювання характеристик сконструйованого і виготовленого дослідного зразка поляризатора з оптимальною 3-сходинковою пластиною-перегородкою зі змінною товщиною сходинок для робочого діапазону частот 7,70–8,50 ГГц. Показано, що у всьому зазначеному діапазоні частот експериментальні значення КСВН та кросполяризаційної розв’язки дослідного зразка поляризатора разом з переходами та згинами складають менше 1,4 та вище 30 дБ відповідно. Розроблений компактний поляризатор призначений для застосування у складі квазі-моноімпульсного опромінювально-перетворювального модуля дзеркальної антени земної станції супроводу супутників дистанційного зондування Землі, що працюють на ортогональних колових поляризаціях.

Посилання

W. L. Stutzman, Polarization in Electromagnetic Systems. Norwood, MA, USA: Artech House, 2018.

F. Dubrovka et al., “Circularly polarised X-band H11- and H21-modes antenna feed for monopulse autotracking ground station”, IEEE Ukrainian Microwave Week, Kharkiv, Ukraine, September 2020, pp. 196–202. DOI: 10.1109/UkrMW49653.2020.9252600.

O. A. Peverini, G. Virone, G. Addamo, R. Tascone, “Development of passive microwave antenna-feed systems for wide-band dual-polarisation receivers,” IET Microwaves, Antennas Propag., vol. 5, no. 8, p. 1008, 2011, doi: https://doi.org/10.1049/iet-map.2010.0340.

C. Granet et al., “The designing, manufacturing, and testing of a dual-band feed system for the Parkes radio telescope,” IEEE Antennas Propag. Mag., vol. 47, no. 3, pp. 13–19, 2005, doi: https://doi.org/10.1109/MAP.2005.1532537.

W. L. Stutzman, G. A. Thiele, Antenna Theory and Design, 3rd ed. Wiley, 2012.

B. Deutschmann, A. F. Jacob, “Broadband septum polarizer with triangular common port,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 68, no. 2, pp. 693–700, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2019.2951138.

Y. Hasegawa, H. Maezawa, H. Ogawa, “Novel 500-GHz band waveguide stepped septum-type circular polarizer with a new high-accuracy and very small waveguide flange,” J. Infrared, Millimeter, Terahertz Waves, vol. 42, no. 1, pp. 1–16, 2021, doi: https://doi.org/10.1007/s10762-020-00752-9.

E. Menargues et al., “Four-port broadband orthomode transducer enabling arbitrary interelement spacing,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 66, no. 12, pp. 5521–5530, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2018.2878208.

J. A. Ruiz-Cruz, J. R. Montejo-Garai, C. A. Leal-Sevillano, J. M. Rebollar, “Orthomode transducers with folded double-symmetry junctions for broadband and compact antenna feeds,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 66, no. 3, pp. 1160–1168, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2018.2794364.

J. Kim, S. Yoon, E. Jung, J. W. Lee, T. K. Lee, 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: https://doi.org/10.1109/APS.2011.5996409.

J. C. Angevain, 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, 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, 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: https://doi.org/10.1109/ICMTCE.2011.5915191.

J. A. Ruiz-Cruz, M. M. Fahmi, M. Daneshmand, 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, 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, 2011, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2011.2170581.

N. Nikolic, A. Weily, I. Kekic, S. L. Smith, 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: https://doi.org/10.1109/APUSNCURSINRSM.2018.8608909.

Ф. Ф. Дубровка, С. И. Пильтяй, Р. Р. Дубровка, Н. Н. Литвин, С. Н. Литвин, “Оптимальные конструкции волноводно-пластинчатых поляризаторов для различных относительных рабочих полос частот,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 63, no. 1, pp. 21–32, 2020, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347020010021.

Фотографія виготовленого дослідного зразка хвилевідного пластинчастого поляризатора

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-04

Як цитувати

Дубровка, Ф. Ф., Пільтяй, С. І., Дубровка, Р. Р., Литвин, М., & Литвин, С. (2021). Оптимальні конструкції хвилевідних пластинчастих поляризаторів Х-діапазону з різними товщинами сходинок пластин-перегородок. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 64(9), 563–571. https://doi.org/10.20535/S0021347021090041

Номер

Том 64 № 9 (2021): 100-річчю проф. Я. С. Шифрина присвячується

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.