"ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ" ISSN 1684-1719, N 5, 2017

оглавление              текст:   pdf  

УДК 621.396.67

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СШП ПЛОСКИХ ДВУМЕРНО - ПЕРИОДИЧЕСКИХ РЕШЕТОК ТЕМ РУПОРОВ

В. А. Калошин 1,2, К. З. Нгуен 2

1 Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, 125009, Москва, ул. Моховая, 11-7
2
Московский физико-технический институт (государственный университет), 141701, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский пер., 9

Аннотация. С использованием метода конечных элементов проведено численное моделирование характеристик согласования и излучения сверхширокополосных двумерно-периодических плоских ТЕМ решеток двух типов. Первый тип – решетка классических ТЕМ рупоров, второй – решетка ТЕМ рупоров с металлизацией части межрупорного пространства. Исследована бесконечная по двум декартовым координатам решетка и 36 элементная решетка (6х6 элементов). Показано, что синфазные бесконечные решетки обоих типов согласованы в полосе частот более 1:40, а синфазные 36-элементные – в полосе частот – более 1:10. В режиме сканирования полоса рабочих частот решеток сужается как за счет согласования, так и роста боковых лепестков, в результате чего полоса частот бесконечной решетки первого типа сохраняется только в секторе 45х15 градусов, у решетки второго типа – только в секторе 30х30 градусов , где первый угол относится к Е плоскости, а второй – к Н плоскости. У 36 элементной решетки первого типа полоса согласования сохраняется только при сканирования 15 градусов в Е - плоскости, а решетки второго типа - в секторе 30х30 градусов. Особое внимание в работе уделено анализу бокового и заднего излучения решеток, возрастание которых ограничивает полосу рабочих частот решеток.

Ключевые слова: СШП антенны, плоские антенные решетки, двумерно – периодические решетки, сканирование, заднее излучение.

Abstract. Using the finite element method a numerical study of the matching and radiation characteristics of two types of UWB two-dimensional periodic planar arrays of TEM horns is conducted. The first type is regular TEM horn array, the second type is array of TEM horns with the partially metallization space between the horns. An infinite two dimensional planar array and a 36-element array (6x6 elements) are investigated. It is shown that two types of infinite planar in-phase arrays are matched in the frequency bandwidth more than 1:40, and 36-element array - in the frequency bandwidth more than 1:10. At  the scanning regime the operating frequency bandwidth of the arrays is narrowed both by matching and growth of the side lobes, as a result of which the frequency bandwidth of the infinite array of the first type is retained only in the sector of 90x30 degrees, the infinite array of the second type only in the sector of 60x60 degrees, where the first angle refers to E plane, and the second - to H plane. For the 36-element array of the first type, the frequency bandwidth is retained scanning range of 30 degrees in E – plane, and for the 36-element array of the second type the frequency bandwidth is retained in the scanning sector of 60x60 degrees. Special attention is paid to analysis of side lobes and backward radiation of the arrays, the increase of which limits the operating frequency bandwidth of the arrays.

Key words: UWB antennas, planar antenna array, two-dimensional array, scanning, backward radiation.

 

Ссылка на статью:
В. А. Калошин, К. З. Нгуен. Исследование характеристик СШП плоских двумерно-периодических решеток ТЕМ рупоров. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2017. №5. Режим доступа:
http://jre.cplire.ru/jre/may17/14/text.pdf