Исследование частотного сканирования волноводно-щелевой антенной решетки с постоянным фазовым сдвигом между волноводами

 

В. И. Калиничев¹, А. А. Бабаскин²

¹ ИРЭ им. В. А. Котельникова РАН

² RF Mtech, Сеул, Юж. Корея

 

Статья поступила в редакцию 19 января 2017 г.

 

Аннотация.  Численно исследованы дисперсионные свойства двумерно-периодической антенны вытекающей волны в виде решетки одномерных волноводно-щелевых антенн с линейным сдвигом фазы между ними. Расчеты  проведены в многомодовой постановке задачи на собственные значения. Исследование выявило особенности в дисперсионной диаграмме в виде ветвей и запрещенных зон, обусловленных взаимной связью и фазовым сдвигом между волноводами в решетке. Определены направления излучения вытекающей пространственной гармоники Флоке и сектор сканирования в диапазоне частот при заданном фазовом сдвиге. Численно решена задача возбуждения конечной решетки. Рассчитаны диаграммы направленности излучения и сектор сканирования в полосе частот при возбуждении со всех ее входов. Показано, что направление луча в диаграмме излучения конечной решетки и ее сектор сканирования совпадают с направлением излучения и сектором сканирования гармоники Флоке во всем рассмотренном диапазоне частот.

Ключевые слова: Антенна вытекающей волны, двумерная периодическая решетка, волноводно-щелевая антенна, фазовый сдвиг, сектор сканирования.

Abstract. Numerical study of the dispersion properties of a 2-D periodic leaky wave antenna composed of the array of one-dimensional slotted waveguide antennas with linear phase shift between them is presented. Calculations were performed using the multimode setup for the eigen mode problem. The study revealed branches and stop bands in the dispersion diagram caused by the mutual coupling and phase shift between the waveguides in the array. The directions of radiation of the leaky Floquet space harmonic and the scanning sector in the frequency range for the given phase shift are determined. The numerical analysis of a large finite array composed of waveguides of finite length is carried out. The angles of radiation and the scanning sector of the finite array fed from all its inputs were computed in the given frequency range. They agree very well with the corresponding leakage directions and the scanning sector of the leaky space harmonic in the infinite array. For the given parameters the scanning sector is 30° in elevation and 40° in azimuth in the frequency range 8-11 GHz. The active reflection coefficients at the waveguide inputs do not exceed -20 dB in most of the frequency range. It is also shown that with increasing the phase shift between waveguides an additional beam corresponding to a different spatial harmonic may appear in the radiation pattern along with the main beam.

Key words. Leaky wave antenna, 2-D periodic antenna array, slotted-waveguide antenna, phase shift, scanning sector.

 

Ссылка на статью:

Исследование частотного сканирования волноводно-щелевой антенной решетки с постоянным фазовым сдвигом между волноводами. В. И. Калиничев, А. А. Бабаскин. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал], 2017, №1, Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jan17/7/text.pdf