Линейная антенная решетка КВЧ диапазона на основе преобразования поверхностных волн

Автор(и)

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

##submission.downloads##

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

Том 62 № 3 (2019)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 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.