Ультраширокосмугова планарна щілинна антена з модифікованою топологією і двосторонньою металізацією

Максим Андрійович Козачук; Віктор Іванович Найденко; Федір Федорович Дубровка

doi:10.20535/S0021347022120068

Автор(и)

Максим Андрійович Козачук Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0000-0001-6719-8769
Віктор Іванович Найденко Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського", Україна http://orcid.org/0000-0001-5153-975X
Федір Федорович Дубровка Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського", Україна http://orcid.org/0000-0002-3485-6822

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347022120068

Ключові слова:

ультраширокосмугова антена, антена Вівальді, щілинна антена, кросполяризація

Анотація

У статті представлено результати електродинамічного моделювання та експериментального дослідження оригінальної щілинної антени з модифікованою топологією і двосторонньою металізацією. Проведено порівняння антени з класичною та антиподальною топологією, описано переваги та недоліки кожної з них. Показано, що завдяки наявності дзеркальних площин симетрії в Е- та Н-площинах запропонована антена має найвищу кросполяризаційну розв’язку та демонструє прийнятні для практики електродинамічні характеристики в діапазоні частот від 0,5 до 6,6 ГГц. Перехід від несиметричної 50-омної коаксіальної лінії до симетричної 100-омної щілинної лінії здійснено за допомогою балуна, розміщеного в одній площині з антеною, що значно спрощує процес виготовлення та радикально зменшує поздовжні розміри антени. Результати дослідження свідчать про потенціал і можливості застосування розробленої щілинної антени у різних сферах бездротових технологій.

Посилання

F. F. Dubrovka, S. Piltyay, M. Movchan, I. Zakharchuk, “Ultrawideband compact lightweight biconical antenna with capability of various polarizations reception for modern UAV applications,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 71, no. 4, pp. 2922–2929, 2023, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2023.3247145.
Ф. Ф. Дубровка, С. И. Пильтяй, “Сверхширокополосная СВЧ биконическая антенна с высоким усилением для двухдиапазонных систем кругового радиомониторинга,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 63, no. 12, pp. 730–745, 2020, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347020120018.
Ф. Ф. Дубровка, В. Н. Глушенко, Г. А. Ена, П. Я. Степаненко, В. М. Терещенко, “Сверхширокополосные рупорные антенны со значительным различием ширин диаграмм направленности в E- и H- плоскостях,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 50, no. 1, pp. 73–80, 2007, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347007010098.
P. J. Gibson, “The Vivaldi aerial,” in 1979 9th European Microwave Conference, 1979, pp. 101–105, doi: https://doi.org/10.1109/EUMA.1979.332681.
E. Gazit, “Improved design of the Vivaldi antenna,” IEE Proc. H Microwaves, Antennas Propag., vol. 135, no. 2, p. 89, 1988, doi: https://doi.org/10.1049/ip-h-2.1988.0020.
J. D. S. Langley, P. S. Hall, P. Newham, “Multi-octave phased array for circuit integration using balanced antipodal Vivaldi antenna elements,” in IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium. 1995 Digest, 1995, vol. 1, pp. 178–181, doi: https://doi.org/10.1109/APS.1995.529990.
J. D. S. Langley, P. S. Hall, P. Newham, “Novel ultrawide-bandwidth Vivaldi antenna with low crosspolarisation,” Electron. Lett., vol. 29, no. 23, p. 2004, 1993, doi: https://doi.org/10.1049/el:19931336.
Ф. Ф. Дубровка, В. М. Терещенко, “Особенности распространения и излучения электромагнитных волн открытыми щелевыми продольно-нерегулярными структурами на диэлектрических подложках,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 41, no. 7, pp. 22–34, 1998, doi: https://doi.org/10.20535/S002134701998070036.
Q. Ying, W. Dou, “Simulation of two compact antipodal Vivaldi antennas with radiation characteristics enhancement,” in 2013 Proceedings of the International Symposium on Antennas & Propagation, 2013, uri: https://ieeexplore.ieee.org/document/6717507.
C. Vasanelli, H. Meti, C. Waldschmidt, “Investigation on a 77-GHz broadside Vivaldi antenna,” in 2016 10th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 2016, pp. 1–5, doi: https://doi.org/10.1109/EuCAP.2016.7481148.
P. Wang, H. Zhang, G. Wen, Y. Sun, “Design of modified 6-18 GHz balanced antipodal Vivaldi antenna,” Prog. Electromagn. Res. C, vol. 25, pp. 271–285, 2012, doi: https://doi.org/10.2528/PIERC11101202.
M. Moosazadeh, S. Kharkovsky, “Design of ultra-wideband antipodal Vivaldi antenna for microwave imaging applications,” in 2015 IEEE International Conference on Ubiquitous Wireless Broadband (ICUWB), 2015, pp. 1–4, doi: https://doi.org/10.1109/ICUWB.2015.7324435.
X. Han, L. Juan, C. Changjuan, Y. Lin, “UWB dual-polarized Vivaldi antenna with high gain,” in 2012 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT), 2012, pp. 1–4, doi: https://doi.org/10.1109/ICMMT.2012.6230177.
Ф. Ф. Дубровка, В. И. Гузь, С. Е. Мартынюк, Д. А. Василенко, А. А. Зайцев, “Сверхширокополосная антенная решетка на основе 8х8 профилированных щелевых излучателей,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 53, no. 11, pp. 19–28, 2010, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347010110026.
J. Y. Siddiqui, Y. M. M. Antar, A. P. Freundorfer, E. C. Smith, G. A. Morin, T. Thayaparan, “Design of an ultrawideband antipodal tapered slot antenna using elliptical strip conductors,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 10, pp. 251–254, 2011, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2011.2128296.
CST, “GPU Computing Guide,” CST Studio Suite R2022, 2021.