Спрямовані та діапазонні властивості дипольних антен з екранами квадратної форми

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347023120026

Ключові слова:

дипольна антена, квадратний екран, показник широкосмуговості, діаграма спрямованості, коефіцієнт спрямованої дії, опір випромінювання

Анотація

В статті наведено кількісний аналіз характеристик спрямованості та смуги робочих частот резонансної дипольної антени, розташованої паралельно до ідеально провідного екрана квадратної форми з врахуванням ефекту синфазності дифрагованих полів на всіх чотирьох крайках екрана з геометрооптичним полем в напрямку нормалі до екрана, розміри якого забезпечують синфазність цих полів. У роботі використано розв’язок тривимірної векторної задачі дифракції випромінювання диполя на екрані прямокутної форми, отриманий в рамках метода рівномірної геометричної теорії дифракції. За розробленими програмами у середовищі FORTRAN при постійному віддаленні резонансного напівхвильового диполя від квадратного екрана на чверть резонансної довжини хвилі розраховано діаграми спрямованості (ДС), коефіцієнт спрямованої дії (КСД) в напрямку нормалі до екрана та в напрямку головного максимуму ДС, опір випромінювання при зміні робочих довжин хвиль і розмірів екрана в широких межах. Показано, що оптимальні по максимуму КСД розміри квадратного екрана складають 0,7–1,3 резонансної довжини хвилі диполя, а резонанс опору випромінювання антени має місце при електричних розмірах квадратного екрана в межах 0,7–0,9. Ширина головної пелюстки ДС антени в площині електричного вектора поля становить близько 60°, і близько 100° в площині магнітного, та слабко залежить від розмірів екрана. Cмуга робочих довжин хвиль обмежується величинами КСД, опору випромінювання та ідентичністю головної пелюстки ДС антени і дорівнює від 0,75 до 1,4 резонансної довжини хвилі. Показник широкосмуговості дипольної антени з квадратним екраном сягає одиниці.

Посилання

М. М. Горобець, Н. П. Єлісєєва, С. Л. Бердник, О. М. Горобець, “Дипольні антени з секторною діаграмою направленості,” Радiофiзика i радiоастрономiя, vol. 29, no. 4, pp. 255–270, 2024, doi: https://doi.org/10.15407/rpra29.04.255.

N. N. Gorobetz, “Optimizing radiation of microstrip and vibrator antennas by means of choosing form of the screen,” in Ninth International Conference on Antennas and Propagation (ICAP), 1995, vol. 1995, pp. v1-295-v1-295, doi: https://doi.org/10.1049/cp:19950313.

Н. П. Єлісєєва, М. М. Горобець, Дифракція Випромінювання Дротової Антени На Прямокутних і Куткових Екранах. Харків: ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2009.

H. Huang, X. Li, Y. Liu, “A wideband directional antenna based on hybrid mode dipole,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 71, no. 9, pp. 7615–7619, 2023, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2023.3298135.

M. Seki, K. Cho, “A design of dual-band dipole antenna with reflector and FSR using genetic algorithm,” in 2020 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP), 2021, pp. 479–480, doi: https://doi.org/10.23919/ISAP47053.2021.9391217.

J. Tamura, H. Arai, “Reflector backed dipole antenna array employing side reflectors for null depth improvement,” in 2021 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting (APS/URSI), 2021, pp. 717–718, doi: https://doi.org/10.1109/APS/URSI47566.2021.9703736.

P. Ramanujam, V. Prasad, K. Arunachalam, “Design of reflector based dipole antenna for sub-6GHz 5G applications,” in 2022 IEEE Microwaves, Antennas, and Propagation Conference (MAPCON), 2022, pp. 1661–1665, doi: https://doi.org/10.1109/MAPCON56011.2022.10047069.

L.-H. Ye, L. Yuanjun, D.-L. Wu, “Dual-wideband dual-polarized dipole antenna with T-shaped slots and stable radiation pattern,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 21, no. 3, pp. 610–614, 2022, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2021.3139454.

L. Pollayi, D. R. Krishna, “Design and analysis of wideband cross dipole antenna with bent arms for base station applications,” Prog. Electromagn. Res. C, vol. 139, pp. 119–127, 2024, doi: https://doi.org/10.2528/PIERC23061104.

L. T. C. Ha, S. X. Ta, N. X. Quyen, N. K. Kiem, D.-N. Chien, “High-isolation wide-beam dual-polarized antenna utilizing symmetrical feeding,” Prog. Electromagn. Res. M, vol. 111, pp. 53–63, 2022, doi: https://doi.org/10.2528/PIERM22050201.

ITU, “SM.1755 : Characteristics of ultra-wideband technology,” 2006. uri: https://www.itu.int/rec/R-REC-SM.1755-0-200605-I/en.

A. Subbarao, S. Raghavan, “A novel ultra-wideband planar antenna with rejection of WLAN and ITU bands,” Appl. Comput. Electromagn. Soc. J., vol. 28, no. 9, pp. 821–828, 2013, uri: https://www.researchgate.net/publication/290021565_A_novel_ultra-wideband_planar_antenna_with_rejection_of_WLAN_and_ITU_bands.

Залежності КСД диполя з екраном та у вільному просторі

Опубліковано

2024-01-26

Як цитувати

Єлісєєва, Н. П., Горобець, М. М., & Горобець, О. М. (2024). Спрямовані та діапазонні властивості дипольних антен з екранами квадратної форми. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 67(1), 27–39. https://doi.org/10.20535/S0021347023120026

Номер

Розділ

Оригінальні статті