Оптимизация методом пчелиного роя профилированного щелевого излучателя широкополосной сканирующей Е-плоскостной решетки

Автор(и)

  • Дмитрий Алексеевич Василенко Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Україна https://orcid.org/0000-0002-2114-6629
  • Сергей Евстафьевич Мартынюк Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Україна https://orcid.org/0000-0002-1920-8755

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347015010021

Ключові слова:

антенная решетка, метод пчелиного роя, профилированный щелевой излучатель, антенна Вивальди

Анотація

Приведена новая методика оптимизации одностороннего профилированного щелевого излучателя (ПЩИ) как элемента широкополосной Е-плоскостной линейной антенной решетки. Форма щелевого профиля антенны математически представлена в виде кусочно-линейной функции. Метод многопараметрической оптимизации «пчелиного роя» применен для нахождения координат кусочно-линейной функции профиля антенны для минимизации уровня активных отражений ПЩИ в составе сканирующей решетки. Показана теоретическая возможность снижения уровня активных отражений ПЩИ до –15 дБ в условиях работы в составе Е-плоскостной линейной антенной решетки в полосе частот 5–10 ГГц и секторе углов сканирования ±30°. Предложенный подход проектирования решеток проверен на практике путем экспериментальных исследований двух изготовленных образцов линейных антенных решеток с фиксированными значениями отклонения направления главного лепестка диаграммы направленности на 0° и 30° соответственно. Каждый из тестовых образцов решеток состоит из 8 одинаковых ПЩИ с оптимизированным кусочно-линейным законом профиля излучающих щелей. Решетки возбуждаются посредством 8-канальных микрополосковых делителей мощности параллельного типа с соответствующими микрополосковыми линиями задержки на выходах, которые обеспечивают необходимые фазовые распределения на ПЩИ в широкой полосе частот.

Посилання

Gibson P. J. The Vivaldi aerial / P. J. Gibson // 9th Eur. Microwave Conf., 17–20 Sept. 1979, Brighton, UK : proc. — IEEE, 1979. — P. 101–105. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/EUMA.1979.332681.

The tapered slot antenna-a new integrated element for millimeter-wave applications / K. S. Yngvesson, T. L. Korzeniowski, Young-Sik Kim, E. L. Kollberg, J. F. Johansson // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. — Feb. 1989. — Vol. 37, No. 2. — P. 365–374. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/22.20062.

Mokraoui A. Scattered field improvement of tapered slot antenna using a parabolic-shaped slot / A. Mokraoui, R. Aksas // Microw. Opt. Technol. Lett. — Feb. 2005. — Vol. 44, No. 4. — P. 331–334. — DOI : http://dx.doi.org/10.1002/mop.20626.

Holter H. Experimental results of 144-element dual-polarized endfire tapered-slot phased arrays / H. Holter, Tan-Huat Chio, D. H. Schaubert // IEEE Trans. Antennas Propag. — Nov. 2000. — Vol. 48, No. 11. — P. 1707–1718. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/8.900228.

Chio T.-H. Parameter study and design of wideband widescan dual-polarized tapered slot antenna arrays / Tan-Huat Chio, D. H. Schaubert // IEEE Trans. Antennas Propag. — Jun. 2000. — Vol. 48, No. 6. — P. 879–886. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/8.865219.

Holter H. On the size requirement for finite phased-array models / H. Holter, H. Steyskal // IEEE Trans. Antennas Propag. — Jun. 2002. — Vol. 50, No. 6. — P. 836–840. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TAP.2002.1017665.

Langley J. D. S. Ballanced antipodal Vivaldi antenna for wide bandwidth phased array / J. D. S. Langley, P. S. Hall, P. Newham // IEE Proc. Microwaves, Antennas Propag. — Apr. 1996. — Vol. 143, No. 2. — P. 97–102. — DOI : http://dx.doi.org/10.1049/ip-map:19960260.

An active, C-band array antenna with integrated electronics / M. Eriksson, K. Axelsson, A. Wikstrom, B. Svensson // Antennas and Propagation : 3rd European Conf. EuCAP, 23–27 Mar. 2009, Berlin : proc. — IEEE, 2009. — P. 1213–1215. — INSPEC : 10698537.

Kennedy J. Particle swarm optimization / J. Kennedy, R. Eberhart // Neural Networks : IEEE Int. Conf., 27 Nov.–1 Dec. 1995, Perth, Australia : proc. — IEEE, 1995. — Vol. 4. — P. 1942–1948. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ICNN.1995.488968.

An improved comprehensive learning particle swarm optimization and its application to the semiautomatic design of antennas / Hao Wu, Junping Geng, Ronghong Jin, Jizheng Qiu, Wei Liu, Jing Chen, Suna Liu // IEEE Trans. Antennas Propag. — Oct. 2009. — Vol. 57, No. 10. — P. 3018–3028. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TAP.2009.2028608.

Boeringer D. W. Particle swarm optimization versus genetic algorithms for phased array synthesis / D. W. Boeringer, D. H. Werner // IEEE Trans. Antennas Propag. — Mar. 2004. — Vol. 52, No. 3. — P. 771–779. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TAP.2004.825102.

Дубровка Ф. Ф. Конструктивный синтез планарных антенн с помощью природных алгоритмов оптимизации / Ф. Ф. Дубровка, Д. А. Василенко // Радиоэлектроника. — 2009. — Т. 52, № 4. — С. 3–22. — (Известия вузов). — Режим доступа : http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347009040013.

CST Microwave Studio, URL : http://www.cst.com.

Clerc M. The particle swarm-explosion, stability, and convergence in a multidimensional complex space / M. Clerc, J. Kennedy // IEEE Trans. Evolut. Comput. — Feb. 2002. — Vol. 6, No. 1. — P. 58–73. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/4235.985692.

Trelea I. C. The particle swarm optimization algorithm: convergence analysis and parameter selection / Ioan Cristian Trelea // Inform. Process. Lett. — Mar. 2003. — Vol. 85, No. 6. — P. 317–325. — DOI : http://dx.doi.org/10.1016/S0020-0190(02)00447-7.

##submission.downloads##

Опубліковано

2015-01-03

Як цитувати

Василенко, Д. А., & Мартынюк, С. Е. (2015). Оптимизация методом пчелиного роя профилированного щелевого излучателя широкополосной сканирующей Е-плоскостной решетки. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 58(1), 17–25. https://doi.org/10.20535/S0021347015010021

Номер

Том 58 № 1 (2015)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2015 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

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.