ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1689-1719. 2020. № 2
Оглавление выпуска

Текст статьи (pdf)
English page

 

DOI  10.30898/1684-1719.2020.2.3

УДК 621.396.677.85

 

Гибридные диэлектрические линзовые антенны средств связи сантиметрового и миллиметрового диапазонов. Обзор

 

 Е. В. Захаров 1, А. С. Ильинский 1, Ю. В. Медведев 2, О. Ю. Перфилов 2, А. Б. Самохин 3, А. И. Скородумов 2, Ю. Я. Харланов 2

1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, 119991, г. Москва, Ленинские горы, д. 1

2 16 Центральный научно-исследовательский испытательный ордена Красной Звезды институт имени маршала войск связи А.И. Белова МО РФ, 141006, Московская область, г. Мытищи

3 Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики МГТУ МИРЭА, 119454, г. Москва, Проспект Вернадского, д. 78

 

Статья поступила в редакцию 3 февраля 2020 г.

 

Аннотация. Представлены конструкции диэлектрических линзовых антенн, определены области их применения. Проведено численное исследование энергетических, массогабаритных и аэродинамических параметров диэлектрических линзовых антенн. Показана возможность решения задачи сверхширокоугольного электрического сканирования путем применения диэлектрических линз различных форм. Проведена оценка величины расширения сектора сканирования облучающей антенной решетки купольной линзой. Дана оценка возможности изменения диаграммы сканирования, а также увеличения коэффициента усиления при сканировании в широком секторе углов путем изготовления линзы из феррита. Получены зависимости массы линзы от изменения ее геометрических размеров и показана возможность снижения массы линзы при рациональном их выборе. Получены зависимости коэффициента аэродинамического сопротивления антенны от геометрических параметров линзы и показана возможность его снижения. Основные результаты работы докладывались на XIII Всероссийской конференции «Радиолокация и радиосвязь».

Ключевые слова: диэлектрическая линзовая антенна, антенная решетка, коэффициент усиления, коэффициент аэродинамического сопротивления, сектор сканирования, диаграмма сканирования.

Abstract. The designs of dielectric lens antennas are presented, and their applications are defined. A numerical research of the energy, mass-sized and aerodynamic parameters of dielectric lens antennas was carried out. The possibility of solving the problem of ultra-wide-angle electric scanning by applying dielectric lenses of various shapes is shown. The value of the increasing of the scanning sector of the radiating antenna array with a dome lens is estimated. The possibility of changing the scanning diagram, as well as increasing the gain when scanning in a wide sector of angles by manufacturing a lens from ferrite, is estimated. The dependences of the mass of lens with changing its geometric dimensions are obtained, and the possibility of reducing the mass of the lens at their rational selection is shown. The dependences of the aerodynamic drag coefficient of the antenna on the geometric sizes of the lens are obtained and the possibility of its reduction is shown.

Keywords: dielectric lens antenna, antenna array, antenna gain, aerodynamic drag coefficient, scanning sector, scanning diagram.

Литература

1.       Yung L. Chow, Sujeet K. Radome – lens ENF antenna development // US patent № 4872019, H01Q 15/08, H01Q 1/42, 1989.

2.       Медведев Ю.В., Харланов Ю.Я. Характеристики сканирования купольных линзовых антенн, используемых в мобильных средствах спутниковой и радиорелейной связи диапазонов ММВ и СМВ // Антенны. – М., 2004. – Вып. 2(81). – С. 20  25.

3.       Бубнов Г.Г., Гольберг Б.Х., Коростышевский Е.Н. и др. Увеличение сектора сканирования антенной решетки с помощью купольной линзы // Сб. научно-методических статей по прикладной электродинамике. М.: Высшая школа, 1983. – Вып. 6. – С. 162 – 168.

4.       Кашин С.В. Расчет линз из однородного диэлектрика // Радиотехни­ка. – 1990. – № 1. – С. 87.

5.       Патент РФ № 2201021, МКИ 7 H 01 Q 15/08. Купольная линзовая антенна / Е.В. Захаров, А.С. Ильинский, Ю.В. Медведев, О.Ю. Перфилов, А.Б. Самохин, Ю.Я. Харланов (Россия).  Приор. 04.09.2000; Опубл. 20.03.2003, Бюл. № 8.

6.       Патент РФ № 2214658, МКИ 7 H 01 Q 15/08. Антенна c управляемой купольной линзой / Н.А. Бей, Е.В. Захаров, А.С. Ильинский, Ю.В. Медведев, Ю.Я. Харланов (Россия). – Приор. 20.03.2002; Опубл. 20.10.2003, Бюл. № 29.

7.       Мериакри В.В., Никитин И.П., Чигряй Е.Е. Диэлектрические свойства материалов в околомиллиметровом диапазоне волн // Радиотехника. – 1995. – № 6. – С. 88 – 95.

8.       Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств / Под ред. В.И. Вольмана. – М.: Радио и связь, 1982. – 328 с.

9.       Патент РФ № 2236073, МКИ 7 H 01 Q 15/08,19/15. Тороидальная линзовая антенна с электронным сканированием в двух плоскостях / Е.В.Захаров, А.С.Ильинский, Е.И.Скворчевская, Ю.В.Медведев, Ю.Я.Харланов (Россия).– Приор. 11.09.2002; Опубл. 10.09.2004, Бюл. № 25.

10.  Захаров Е.В., Несмеянова Н.И. Метод решения осесимметричных задач дифракции электромагнитных полей // ЖВМ и МФ, 1978. – № 2. – С. 512 – 515.

11.  Никитина Е.В. Интегродифференциальные уравнения 2 рода в задачах дифракции электромагнитных волн на телах вращения тороидального типа // В сб.: Применение ЭВМ для решения задач математической физики. – М: Изд-во МГУ, 1985. – С. 68 – 73.

12.  Захаров Е.В., Левченко С.Н., Харланов Ю.Я. Исследование и оптимизация характеристик тороидальных линзовых антенн // Радиотехника и электроника. – 1998. – Т. 43. – № 5. – С. 571 – 573.

13.  Патент РФ № 2297698, МКИ H 01 Q 15/08. Тороидальная линзовая антенна с электрическим сканированием в полном телесном угле / Ю.В. Медведев, А.И. Скородумов, Ю.Я. Харланов (Россия). – Приор. 11.07.2005; Опубл. 20.04.2007, Бюл. № 11.

14.  Алямовский А.А., Собачкин А.А., Одинцов Е.В., Харитонович А.И., Пономарев Н.Б. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике. – СПб.: «БХВ – Петербург», 2006. – 800 с.

15.  Кан С.Н., Свердлов И.А. Расчет самолета на прочность: Учебник для вузов по расчету самолета на прочность. – Изд. 5-е, перераб.  и доп.– М.: «Машиностроение», 1966. – 520 с.

16.  HUTTE.  Справочная книга для инженеров, архитекторов, механиков и студентов // Перевод с 25-го немецкого издания под общей редакцией Московского Механического Института имени М.В. Ломоносова. – Т. 1. – Изд. 13-е, испр. и доп. – М.: «Главлит», 1930. – С. 362.

17.  Fundamentals of Fluid Mechanics, 7th Edition / Bruce R. Munson, Theodore H. Okiishi, Wade W. Huebsch, Alric P. Rothmayer. – John Wiley & Sons, Inc., 2013. – 796 p.

18.  Смыслов В.В. Гидравлика и аэродинамика: Учебник для вузов. Пер. с укр., перераб. и доп. – Киев: «Вища школа», 1979. – 336 c.

 

Для цитирования:

Захаров Е.В., Ильинский А.С., Медведев Ю.В., Перфилов О.Ю., Самохин А.Б., Скородумов А.И., Харланов Ю.Я. Гибридные диэлектрические линзовые антенны средств связи сантиметрового и миллиметрового диапазонов. Обзор. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №2. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/feb20/3/text.pdf. DOI 10.30898/1684-1719.2020.2.3