Исследование плоской синфазной двумерно-периодической сверхдиапазонной антенной решетки щелевых рупоров

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Путем численного моделирования проведено исследование характеристик согласования и излучения плоской синфазной двумерно-периодической сверхдиапазонной антенной решетки щелевых рупоров в зависимости от периода и длины элементов решетки, входного и выходного сопротивления, типа питающих линий и формы экрана. Разработан и исследован 64-канальный делитель мощности с выходами в виде симметричных двухпроводных полосковых линий и проведены исследования решетки 8 × 8 элементов с делителем мощности в качестве системы питания. Показано, что решетка с П-образным экраном обеспечивает рабочую полосу частот более 20:1.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. Д. Дупленкова

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Email: vak@cplire.ru
Россия, ул. Моховая, 11, стр. 7, Москва, 125007

В. А. Калошин

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vak@cplire.ru
Россия, ул. Моховая, 11, стр. 7, Москва, 125007

Тхе Тхань Нгуен

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: vak@cplire.ru
Россия, Институтский пер., 9, Долгопрудный, Московская. область, 141700

Список литературы

  1. Kindt R.W., Pickles W.R. // IEEE Trans. 2010. V. АР-58. № 11. Р. 3568.
  2. Дупленкова М.Д., Калиничев В.И., Калошин В.А. // Журн. радиоэлектрон. 2015. № 11. http://jre.cplire.ru/jre/nov15/13/text.pdf
  3. Kалошин В.А., Нгуен К.З. // Журн. радиоэлектрон. 2017. № 5. http://jre.cplire.ru/jre/may17/14/text.pdf
  4. Банков С.Е., Калошин В.А., Нгуен К.З. // РЭ. 2018. Т. 63. № 7. С. 702.
  5. Kindt R.W., Logan J.T. // IEEE Antennas and Propagation. Magaz. 2018. V. 60. № 3. Р. 34.
  6. Logan J.T., Kindt R.W., Vouvakis M.N. // IEEE Trans. 2018. V. АР-66. № 4. Р. 1827.
  7. Банков С.Е, Калошин В.А, Ле Н.Т. // РЭ. 2018. V. 63. № 12. С. 1263.
  8. Kалошин В.А., Ле. Н.Т. // Докл.VI Всерос. Микроволновой конф. Москва. 28–30 нояб. 2018. М.: ИРЭ им. В. А. Котельникова РАН, 2018. С. 194.
  9. Kaloshin V.A., Le N.T. // Proc. Int. Conf. “2019 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW)”, Divnomorskoe. 24–28 Jun. N.Y.: IEEE, 2019. Р. 32. http: doi.org/10.1109/RSEMW.2019.8792733
  10. Kалошин В А., Ле Н.Т. // РЭ. 2019. V. 64. № 11. С. 1126.
  11. Kindt R.W., Logan J.T. // IEEE Trans. 2020. V. АР-68. № . 4. Р. 2666.
  12. Kалошин В.А., Ле Н.Т. // РЭ. 2020. V. 65. № 10. С. 979.
  13. Kалошин В.А., Ле Н.Т. // Журн. радиоэлектрон. 2020. № 3. http://jre.cplire.ru/jre/mar20/8/text.pdf
  14. Kалошин В.А., Ле Н.Т., Фролова Е.В. // Журн. радиоэлектрон. 2020. № 4. http://jre.cplire.ru/jre/apr20/2/text.pdf
  15. Дупленкова М.Д., Калошин В А. // РЭ. 2021. Т. 66. № 12. С. 1165.
  16. Дупленкова М.Д., Калошин В.А. // РЭ. 2022. Т. 67. № 7. C. 645.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Канал Флоке для синфазной решетки щелевых рупоров: изометрия (а) и поперечное сечение (б).

Скачать (241KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Частотная зависимость коэффициента отражения бесконечных решеток для модели, представленной на рис. 1: с периодом 15 мм ×15 мм и входным сопротивлением 50 Ом (кривая 1) и 100 Ом (кривая 3); с периодом 10 мм ×15 мм и входным сопротивлением 50 Ом (кривая 2) и100 Ом (кривая 4).

Скачать (241KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Модель бесконечной решетки, возбуждение сосредоточенным портом.

Скачать (200KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Частотная зависимость коэффициента отражения бесконечных решеток для модели, представленной на рис. 3: с периодом 15 мм ×15 мм и входным сопротивлением 50 Ом (кривая 1) и 100 Ом (кривая 3); с периодом 10 мм ×15 мм и входным сопротивлением 50 Ом (кривая 2) и100 Ом (кривая 4).

Скачать (184KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Частотная зависимость коэффициента отражения бесконечной решетки для L = 100 (1), 150 (2), 200 (3) мм.

Скачать (123KB)
Метаданные
7. Рис. 6. 256-элементная синфазная антенная решетка: (а) – с плоским экраном, (б) – с П-образным экраном.

Скачать (269KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Частотная зависимость коэффициента отражения для решеток с периодом 15×15 мм и плоским экраном (а), П-образным экраном (б). Кривые 1–4 соответствуют количеству элементов решетки: 64, 144, 256, ∞. Входное сопротивление во всех случаях равно 50 Ом.

Скачать (177KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Частотная зависимость коэффициента отражения для решеток с 64-элементами и плоским экраном (а), П-образным экраном (б). Кривые 1 и 3 соответствуют периоду решетки 15 мм × 15мм и входному сопротивлению 50 и 100 Ом; кривые 2 и 4 – периоду решетки 15 мм × 15 мм и входному сопротивлению 50 и 100 Ом.

Скачать (177KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Частотная зависимость коэффициента отражения для решеток с 64-элементами с периодом 15 мм × × 15 мм и плоским экраном (а), П-образным экраном (б) при различной длине элемента L: 100 (1), 150 (2) и 200 мм (3).

Скачать (175KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Диаграммы направленности 64-элементной синфазной решетки с плоским экраном в Е-плоскости (а) и Н-плоскости (б) на частотах 0.5 (1), 5 (2), 9 (3) и 11 (4) ГГц.

Скачать (337KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Диаграммы направленности 64-элементной синфазной решетки с П-образным экраном в Е-плоскости (а) и Н-плоскости (б) на частотах 0.5 (1), 5 (2), 9 (3) и 11 (4) ГГц.

Скачать (188KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Диаграммы направленности 256-элементной синфазной решетки с плоским экраном в Е-плоскости (а) и Н-плоскости (б) на частотах 0.5 (1), 5 (2), 9 (3) и 11 (4) ГГц.

Скачать (210KB)
Метаданные
14. Рис. 13. Диаграммы направленности 256-элементной синфазной решетки с П-образным экраном в Е-плоскости (а) и Н-плоскости (б) на частотах 0.5 (1), 5 (2), 9 (3) и 11 (4) ГГц.

Скачать (201KB)
Метаданные
15. Рис. 14. Частотные зависимости коэффициента усиления 64-элементной (кривые 1, 2) и 256-элементной синфазной решетки (кривые 3, 4) с различными экранами. Кривые 1, 3 соответствуют П-образному экрану, а кривые 2, 4 – плоскому экрану.

Скачать (48KB)
Метаданные
16. Рис. 15. Частотные зависимости отношения излучения вперед-назад 64-элементной (кривые 1, 2) и 256-элементной синфазной решетки (кривые 3, 4) с различными экранами. Кривые 1, 3 соответствуют П-образному экрану, а кривые 2, 4 – плоскому экрану.

Скачать (50KB)
Метаданные
17. Рис. 16. Антенная решетка с делителем: (а) – с плоским экраном, (б) – с П-образным экраном.

Скачать (252KB)
Метаданные
18. Рис. 17. Коаксиальный делитель мощности; сверху – продольное сечение, снизу – схема.

Скачать (93KB)
Метаданные
19. Рис. 18. Полосковой делитель мощности; сверху – продольное сечение, снизу – схема.

Скачать (147KB)
Метаданные
20. Рис. 19. Частотная зависимость коэффициента отражения делителя, рассчитанная с использованием МКЭ (1) и МКРВО (2).

Скачать (63KB)
Метаданные
21. Рис. 20. Частотная зависимость коэффициента передачи делителя мощности: выходы 1–8 (а), выходы 9–16 (б), выходы 17–24 (в), выходы 25–32 (г). Кривые 1: выходы 1, 9, 17, 25; кривые 2: выходы 2, 10, 18, 26; кривые 3: выходы 3, 11, 19, 27; кривые 4: выходы 4, 12, 20, 28; кривые 5: выходы 5, 13, 21, 29; кривые 6: выходы 6, 14, 22, 30; кривые 7: выходы 7, 15, 23, 31; кривые 8: выходы 8, 16, 24, 32.

Скачать (337KB)
Метаданные
22. Рис. 21. Частотная зависимость фаз коэффициентов передачи делителя: выходы 1–8 (а), выходы 9–16 (б), выходы 17–24 (в), выходы 25–32 (г). Кривые 1: выходы 1, 9, 17, 25; кривые 2: выходы 2, 10, 18, 26; кривые 3: выходы 3, 11, 19, 27; кривые 4: выходы 4, 12, 20, 28; кривые 5: выходы 5, 13, 21, 29; кривые 6: выходы 6, 14, 22, 30; кривые 7: выходы 7, 15, 23, 31; кривые 8: выходы 8, 16, 24, 32.

Скачать (240KB)
Метаданные
23. Рис. 22. Схема выходов системы питания.

Скачать (125KB)
Метаданные
24. Рис. 23. Частотная зависимость коэффициента отражения решетки с делителем и: П-образным экраном (1), плоским экраном (2) , без экрана (3).

Скачать (71KB)
Метаданные
25. Рис. 24. Плавный переход от полосковой линии к щелевому рупору.

Скачать (81KB)
Метаданные
26. Рис. 25. Частотная зависимость коэффициента отражения решетки с П-образным экраном и плавными переходами: без делителя (1), с делителем (2).

Скачать (75KB)
Метаданные
27. Рис. 26. Диаграммы направленности антенной решетки с П-образным экраном в Е-плоскости (а) и Н-плоскости (б) на частотах 0.5 (1), 5 (2), 9 (3) и 11 (4) ГГц.

Скачать (209KB)
Метаданные
28. Рис. 27. Диаграммы направленности антенной решетки с плоским экраном в Е-плоскости (а) и Н-плоскости (б) на частотах 0.5 (1), 5 (2), 9 (3) и 11 (4) ГГц.

Скачать (206KB)
Метаданные
29. Рис. 28. Частотные зависимости коэффициента усиления (кривые 1, 2) и отношения излучения вперед-назад (кривые 3, 4) 64-элементной синфазной антенной решетки. Кривые 1, 3 соответствуют П-образному экрану, кривые 2, 4 – плоскому экрану.

Скачать (88KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025