Исследование возможностей согласования раскрыва многоэлементного приемо-передающего облучателя


https://doi.org/10.36027/rdeng.0121.0000168

Полный текст:


Аннотация

В настоящее время широкое применение в радиолокации находят апертурные антенны с пространственным возбуждением, такие как зеркальные антенны и фазированные антенные решетки. В состав такой антенны входит облучатель, который может выполняться в виде малоэлементной решетки излучателей для формирования набора необходимых диаграмм направленности. Часто используются моноимпульсные облучатели, формирующие как суммарную, так и разностные диаграммы направленности. При выполнении облучателя на основе волноводных узлов и трактов в его раскрыве устанавливаются излучатели в виде рупоров или открытых концов волноводов. Широкое распространение получили волноводные облучатели с четырьмя и двенадцатью рупорами. Одной из основных электрических характеристик такого облучателя при использовании его в составе приемо-передающей антенны является развязка передающего и приемного трактов. Согласование раскрыва приемо-передающего облучателя оказывает существенное влияние на развязку его волноводных трактов. При малых поперечных размерах излучателей в виде открытых концов волноводов не удается получить высокие показатели развязки волноводных трактов без применения дополнительных согласующих элементов. Поставлена задача исследования влияния согласования раскрыва волноводного многоэлементного облучателя на развязку его передающего и приемного трактов, а также способов согласования его излучателей.

В статье рассмотрен четырехрупорный облучатель, раскрыв которого содержит излучатели в виде открытых концов квадратного волновода. В каждом излучателе предусмотрены радиусные скругления, необходимые для изготовления изделия с применением доступных технологических процессов. Для согласования излучателя внутри него устанавливается диэлектрическая пластина. В процессе исследования изменялись толщина пластины и ее расположение относительно плоскости раскрыва. Представлены характеристики согласования излучателей с пластиной из фторопласта,  полиэтилена и материала СТ-4 на основе полимеров, наполненных двуокисью титана.

Предложенный способ согласования раскрыва многоэлементного облучателя при поперечном размере излучателя 0,68λ (λ – длина волны в свободном пространстве, соответствующая средней частоте рабочего диапазона) позволяет в полосе частот до 3% улучшить развязку приемного и передающего волноводных трактов не менее чем на 4 дБ.


Об авторах

Ю. С. Русов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия

Русов Юрий Сергеевич

Кафедра Радиоэлектронные системы и устройства (РЛ1), доцент, SPIN-код: 6868-8236



С. С. Крапивина
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия

Крапивина Софья Сергеевна

Кафедра Радиоэлектронные системы и устройства (РЛ1)



Список литературы

1. Федоров И.Б., Слукин Г.П., Митрохин В.Н., Крехтунов В.М. Элементная база зеркальных антенн и фазированных антенных решеток радиотехнических систем // Антенны. 2016. № 8. С. 84 – 98.

2. Mailloux R.J. Phased array antenna handbook. 3rd ed. Boston: Artech House Inc., [2018]. 530 p.

3. Сигитов В.В., Белугин Б.С., Кузнецов Ю.Н., Манаенков Е.В., Найок М.С., Степнов А.Л., Толстых В.Т., Хомяков А.В. Моноимпульсный облучатель: пат. 59330 Российская Федерация. 2006. Бюл. № 34. 11 с.

4. Образумов В.И., Крехтунов В.М., Шевцов О.Ю., Русов Ю.С., Голубцов М.Е. Моноимпульсная антенна: пат. 2370863 Российская Федерация. 2009. Бюл. № 29. 16 с.

5. Образумов В.И., Крехтунов В.М., Шевцов О.Ю., Русов Ю.С., Голубцов М.Е. Моноимпульсный облучатель: пат. 2380804 Российская Федерация. 2010. Бюл. № 3. 21 с.

6. Хандамиров В.Л., Сергеев Д.А. Исследование многоэлементного волноводного облучателя // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2016. № 5. С. 66 – 81. Режим доступа: http://engineering-science.ru/doc/841391.html (дата обращения 11.01.2021).

7. Антенны УКВ: В 2-х ч. / Г.З. Айзенберг, В.Г. Ямпольский, О.Н. Терешин; под общ. ред. Г.З. Айзенберга. Ч. 1. М.: Связь, 1977. 381 с.

8. Пономарев Л.И., Прилуцкий А.А., Васин А.А., Добычина Е.М., Малахов Р.Ю., Терехин О.В., Харалгин С.В. Малогабаритный двухполяризационный волноводный излучатель фазированной антенной решетки с высокой развязкой между каналами: пат. 2655033 Российская Федерация. 2018. Бюл. № 15. 16 с.

9. Ononchimeg S., Otgonbaatar G., Jae-Hoon Bang, Bierng-Chearl Ahn. A new dual-polarized horn antenna excited by a gap-fed square patch // Progress in Electromagnetics Research Letters. 2011. Vol. 21. Pp. 129 – 137. DOI: 10.2528/PIERL11012605

10. Вертей С.В., Курмашов А.Н., Мигачев М.И., Хохлов П.В. Волноводный излучатель: пат. 2723904 Российская Федерация. 2020. Бюл. № 17. 8 с.

11. Sajuyigbe S., Ross M., Geren P., Cummer S.A., Tanielian M.H., Smith D.R. Wide angle impedance matching metamaterials for waveguide-fed phased-array antennas // IET Microwaves, Antennas & Propagation. 2010. Vol. 4. No. 8. Pp. 1063 – 1072. DOI: 10.1049/iet-map.2009.0543

12. Минин И.В., Минин О.В. Волноводный излучатель: пат. 174536 Российская Федерация. 2017. Бюл. № 29. 9 с.

13. Гайнулина Е.Ю., Орехов Ю.И., Назаров А.В., Корнев Н.С. Металлический волноводный облучатель с диэлектрической вставкой: пат. 2695946 Российская Федерация. 2019. Бюл. № 22. 12 с.

14. Павлов И.Д., Караев Я.В., Кот М.А. Сверхширокополосная диэлектрическая стержневая антенна // Известия высш. учеб. заведений России. Радиоэлектроника. 2020. Т. 23. № 2. С. 38 – 45. DOI: 10.32603/1993-8985-2020-23-2-38-45

15. Mrnka M., Cupal M., Raida Z., Pietrikova A., Kocur D. Millimeter-wave dielectric resonator antenna array based on directive LTCC elements // IET Microwaves, Antennas & Propagation. 2018. Vol. 12. No. 5. Pp. 662 – 667. DOI: 10.1049/iet-map.2017.0492

16. СВЧ-диэлектрики на основе полимеров / ОАО «Завод Магнетон». Продукция. Режим доступа: http://magneton.ru/produkcziya/svch-dielektriki/svch-dielektriki-polimer (дата обращения 07.02.2021).


Дополнительные файлы

Для цитирования: Русов Ю.С., Крапивина С.С. Исследование возможностей согласования раскрыва многоэлементного приемо-передающего облучателя. Радиостроение. 2021;(1):1-13. https://doi.org/10.36027/rdeng.0121.0000168

For citation: Rusov Y.S., Krapivina S.S. Research of the Possibilities of Matching the Multi-element Receiving-Transmitting Irradiator Aperture. Radio Engineering. 2021;(1):1-13. (In Russ.) https://doi.org/10.36027/rdeng.0121.0000168

Просмотров: 22

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-926X (Online)