ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2022. №2
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.2.11
УДК: 621.396.67
СИНТЕЗ БИФОКАЛЬНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЛИНЗ
В.А. Калошин 1, Ви Ут Нам 2
1 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН
125007, г. Москва, ул. Моховая, д. 11, стр. 7
2 Московский физико-технический институт (НИУ)
141700, Москов. обл., г. Долгопрудный, Институтский пер., 9
Статья поступила в редакцию 13 февраля 2022 г.
Аннотация. Развита методика точного решения двумерной и трехмерной задач геометрооптического синтеза диэлектрических бифокальных линз. Методика основана на последовательном нахождении участков поверхности линзы с заданием начального участка одной из поверхностей. Начальный участок другой поверхности линзы находится в результате синтеза плоского фронта для центрального положения луча. Методика обеспечивает непрерывность функций, описывающих поверхности линзы, а также их первой и второй (для двумерной задачи) производной. Исследована зависимость величины средне-квадратической аберрации от параметров линзы. В качестве примера синтезированы и оптимизированы двумерные бифокальные линзы для углов зрения 400 и 900, а также трехмерная бифокальная линза для угла зрения 900.
Ключевые слова: бифокальная диэлектрическая линза, средне-квадратическая аберрация, синтез, оптимизация.
Abstract. A technique for the exact solution of two-dimensional and three-dimensional geometric-optical synthesis of dielectric bifocal lenses has been developed. The technique is based on the successive finding of the lens surface areas with the assignment of the initial area of one of the surfaces. The initial portion of the other lens surface is found as a result of flat front synthesis for the center beam position. The technique ensures the continuity of the functions describing the lens surfaces as well as their first and second (for a two-dimensional problem) derivatives. The dependence of the mean-square aberration on the lens parameters is studied. As an example, two-dimensional bifocal lenses for angles view of 400 and 900 as well as a three-dimensional bifocal lens for angle of view of 900 have been synthesized and optimized.
Keywords: bifocal dielectric lens, mean-square aberration, synthesis, optimization.
Финансирование: работа выполнена за счет бюджетного финансирования в рамках государственного задания по теме 0030-2019-006.
Автор для переписки: Калошин Вадим Анатольевич, vak@cplire.ru
Литература
1. Шишлов А.В. и др. Многолучевые антены для систем радиолокации и связи. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. №7. https://www.doi.org/10.30898/1684-1719.2018.7.6
2. Mauro Ettorre, Erio Gandini, Ronan Sauleau. Multi-beam pillbox antennas in the millimeter-wave range. Proc. of the 5th European Conf. on Antennas and Propagation (EUCAP) 2011. Rome. P.2947.
3. Банков С.Е., Грачев Г.Г., Дупленкова М.Д., Фролова Е.В. Проектирование и экспериментальное исследование интегральной зеркальной многолучевой антенны миллиметрового диапазона. Радиотехника и электроника. 2014. T.59. №6. C.552. https://doi.org/10.1134/S1064226914060059
4. Калошин В.А. Многолучевые гибридные антенны. Труды 13 Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (Crimico-2003). Севастополь. 2003. С.383-390.
5. Karim Tekkouk, Mauro Ettorre, Laurent Le Coq, Ronan Sauleau. Multibeam SIW slotted waveguide antenna system fed by a compact dual-layer Rotman lens. IEEE Trans. on Antennas and Propag. 2016. V.64. №2. Р.504. https://doi.org/10.1109/TAP.2015.2499752
6. Tekkouk K., Ettorre M., Sauleau R., Casaletti M. Compact multi-beam Rotman lens antenna in SIW technology. IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium (APSURSI). Chicago. IL. USA. 2012. Р.2979. https://doi.org/10.1109/APS.2012.6349043
7. Toan K., Vo Dai, Tuan Nguyen, Ozlem Kilic. A compact microstrip Rotman lens design. IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting. San Diego. 2017. P.2129.
8. Yi Liu, Hu Yang, Zusheng Jin, Fei Zhao, Jiang Zhu, A multi-beam cylindrically conformal slot array antenna based on a modified Rotman lens. IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2018. V.66. №7. P.3441.
9. Калошин В.А., Фролова Е.В. Анализ и минимизация аберраций в широкоугольных планарных зеркальных системах. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2014. №1. http://jre.cplire.ru/jre/jan14/16/text.pdf
10. Венецкий А.С., Калошин В.А. Аберрации эйконала в планарных двухзеркальных антеннах. Радиотехника и электроника. 2014. Т.59. №11. С.1102.
11. Банков С.Е., Фролова Е.В. Проектирование и экспериментальное исследование планарной многолучевой двухзеркальной апланатической системы. Радиотехника и электроника. 2017. Т.62. №5. С.463.
12. Венецкий А.С., Калошин В.А., Нгуен К.Т., Фролова Е.В. Синтез и исследование сверхширокополосной планарной трехзеркальной системы. Журнал радиоэлектроники. 2018. №1 https://www.doi.org/10.30898/1684-1719-2018-1-5
13. Калошин В.А., Нгием Х.Д., Фролова Е.В. Синтез и исследование сверхширокополосной планарной волноводной трехфокальной линзо- зеркальной системы с принудительным преломлением. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. №1. https://www.doi.org/10.30898/1684-1719-2018-1-4
14. Кинбер Б.Е., Классен В.И., Стеблин В.И. К теории бифокальных систем. В кн.: Волны и диффракция. Москва, ИРЭ АН СССР. 1981. C.101-104.
15. Классен В.И., Кинбер Б.Е., Шишлов А.В., Тоболев А.К. Гибридные и полифокальные антенны. Антенны. 1987. №34. С.3-24.
16. Калошин В.А., Нгием Х.Д. Синтез и анализ диэлектрических бифокальных линз. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. №8. https://www.doi.org/10.30898/1684-1719.2018.8.17
17. Калошин В.А., Ле Д.Т., Ви У.Н. Многолучевые волноводно- щелевые антенные решетки с бифокальными диаграммо-образующими системами и широким сектором частотного сканирования. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №3. https://www.doi.org/10.30898/1684-1719.2020.3.13
18. Калошин В.А., Ле Д.Т. Синтез и анализ бифокальных двухзеркальных систем. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. №9. https://www.doi.org/10.30898/1684-1719.2018.9.13
19. Kogan B.L., Plastikov A.N. About a New Procedure for Offset Bifocal Reflector Antennas Synthesis. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2013. V.12. P.512-515. https://www.doi.org/10.1109/LAWP.2013.2256335
20. Plastikov A.N. A High-Gain Multibeam Bifocal Reflector Antenna With 40° Field of View for Satellite Ground Station Applications. IEEE Trans. 2016. V.AP-64. №7. P.3251. https://doi.org/10.1109/TAP.2016.2560918
21. Калошин В.А., Ле Д.Т. Трехфокальная планарная волноводно-щелевая антенная решетка. Радиотехника и электроника. 2021. Т.66. №10. С.974-979. https://www.doi.org/10.31857/S0033849421100077
22. Калошин В.А., Ле Д.Т. Трехфокальная зеркально-линзовая планарная волноводнощелевая антенная решетка. Радиотехника и электроника. 2021. Т.66. №11. С.1078-1084. https://www.doi.org/10.31857/S0033849421110048
23. Калошин В.А., Ви Ут Нам. Синтез двухзеркальной бифокальной цилиндрической системы с минимальными аберрациями. Радиотехника и электроника. 2022. Т.67. №2. C.140-148. https://www.doi.org/10.31857/S003384942202005X
24. Калошин В.А., Ви Ут Нам. Синтез бифокальных зеркально-линзовых цилиндрических систем с минимальными аберрациями. Радиотехника и электроника. 2022. №3. С.249-258. https://doi.org/10.1134/S1064226922020061
Для цитирования:
Калошин В.А., Ви Ут Нам. Синтез бифокальных диэлектрических линз. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022 №2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.2.11