8-канальный направленный ответвитель ортогональных мод Н21 в круглом волноводе для квазимоноимпульсных антенных систем Х-диапазона

Федор Федорович Дубровка; Степан Иванович Пильтяй; Юрий Антонович Овсяник; Роман Ростиславович Дубровка

doi:10.20535/S0021347020120043

Автор(и)

Федор Федорович Дубровка Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Україна https://orcid.org/0000-0002-3485-6822
Степан Иванович Пильтяй Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Україна https://orcid.org/0000-0002-6927-8663
Юрий Антонович Овсяник Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Україна https://orcid.org/0000-0001-8931-5612
Роман Ростиславович Дубровка Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Україна https://orcid.org/0000-0003-0051-4784

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347020120043

Ключові слова:

направленный ответвитель, волноводный ответвитель, волна типа H21, волны высших типов, квазимоноимпульсная антенная система, система сопровождения

Анотація

В статье представлены результаты численных исследований и оптимизации характеристик 8-канального направленного ответвителя (НО) ортогональных типов волн H₂₁ в круглом многомодовом волноводе для квазимоноимпульсной системы высокоточного автоматического сопровождения низкоорбитальных спутников дистанционного зондирования Земли. Разработана конструкция и проведены испытания опытного образца, работающего в Х-диапазоне частот 8–8,5 ГГц. Предлагаемая простая и надежная конструкция НО обеспечивает одновременное, практически идеальное деление мощности волны H₂₁ на 4 равные части. При этом получены коэффициент связи в пределах от –6,04 до –6,2 дБ, хорошее согласование (КСВН < 1,12), высокая развязка (I > 31 дБ) и направленность (D > 25 дБ). Коэффициенты трансформации рабочей волны Н₂₁ в волны других типов в круглом волноводе НО меньше –70 дБ. Изготовленный опытный образец разработанного 8-канального направленного ответвителя испытан в расширенном Х-диапазоне частот 7,7–8,5 ГГц. Измеренные значения КСВН не превышают 1,25 для волн типа H₁₁ с ортогональными круговыми поляризациями. Измеренная развязка прямоугольных волноводных каналов трекингового сигнала от информационного сигнала в круглом волноводе превышает 32 дБ.

Посилання

G. J. Hawkins, D. J. Edwards, J. P. McGeehan, “Tracking systems for satellite communications,” IEE Proc. F Commun. Radar Signal Process., vol. 135, no. 5, p. 393, 1988, doi: https://doi.org/10.1049/ip-f-1.1988.0047.
F. Dubrovka et al., “Circularly polarised X-band H11- and H21-modes antenna feed for monopulse autotracking ground station,” in 2020 IEEE Ukrainian Microwave Week (UkrMW), 2020, pp. 196–202, doi: https://doi.org/10.1109/UkrMW49653.2020.9252600.
B. Du, E. K.-N. Yung, K.-Z. Yang, W.-J. Zhang, “Wideband linearly or circularly polarized monopulse tracking corrugated horn,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 50, no. 2, pp. 192–197, 2002, doi: https://doi.org/10.1109/8.997994.
C. Barquinero, J. Gomez, A. Mediavilla, J. L. Besada, B. Galocha, “A compact simultaneous K/S-band monopulse tracking feed for future Earth observation applications,” in 2018 15th European Radar Conference (EuRAD), 2018, pp. 349–352, doi: https://doi.org/10.23919/EuRAD.2018.8546580.
A. K. Pandey, “Design of multimode tracking system for earth station antenna,” in 2016 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC), 2016, pp. 1–4, doi: https://doi.org/10.1109/APMC.2016.7931301.
Y. H. Choung, K. R. Goudey, L. G. Bryans, “Theory and design of a Ku-band TE/sub 21/-mode coupler,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 30, no. 11, pp. 1862–1866, 1982, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.1982.1131335.
Y.-B. Meng, R. He, Z.-H. Yan, “A novel wideband TE21 mode coupler for monopluse feed,” in 2019 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT), 2019, pp. 1–3, doi: https://doi.org/10.1109/ICMMT45702.2019.8992048.
Y.-Y. He, C.-F. She, X.-F. Tang, B. Li, “Design of a TE<inf>21</inf>-mode coupler for antenna feeds,” in 2010 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology, 2010, pp. 416–419, doi: https://doi.org/10.1109/ICMMT.2010.5524990.
D. M. Pozar, Microwave Engineering, 4th ed. New Jersey: Wiley and Sons, 2011, uri: https://www.wiley.com/en-us/Microwave+Engineering%2C+4th+Edition-p-9780470631553.