ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №5
Текст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.5.3
УДК: 621 396.67
АНТЕННА НА ОСНОВЕ СФЕРИЧЕСКОЙ АНИЗОТРОПНОЙ
ЛИНЗЫ ЛЮНЕБУРГА ИЗ ПЕРФОРИРОВАННОГО ДИЭЛЕКТРИКА
1Московский физико-технический институт
(национальный исследовательский университет),
141700, Московской обл., Долгопрудный, Институтский пер., 92Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН,
7125007, Москва, ул. Моховая, 11, стр. 7
Статья поступила в редакцию 5 мая 2025 г.
Аннотация. С использованием численного моделирования и приближения Кирхгофа проведено исследование влияния анизотропии усредненной диэлектрической проницаемости перфорированной структуры в виде гексагональной решетки круглых отверстий в сплошном диэлектрике на характеристики излучения антенны на основе сферической перфорированной линзы Люнебурга для двух вариантов линейной поляризации облучателя. Показано, что при расположении облучателей в плоскости ортогональной отверстиям и поляризации их электрического поля ортогонально отверстиям анизотропия не влияет на характеристики излучения линзовой антенны. При другой поляризации или другом расположении облучателей анизотропия ограничивает максимальное значение электрического диаметра линзы при заданном уровне коэффициента использования поверхности. Дана оценка такого ограничения при расположении облучателей в плоскости ортогональной отверстиям.
Ключевые слова: антенна, линза Люнебурга, перфорированный диэлектрик, анизотропия.
Финансирование: Работа выполнена за счет бюджетного финансирования в рамках государственного задания.
Автор для переписки: В.А. Калошин, vak@cplire.ru
Литература
1. R.K. Luneburg. The Mathematical Theory of Optics. Brown University. Providence. Rhode Islands. 1944.
2. Ахияров В.В., Калошин В.А., Никитин Е.А. Исследование широкополосных планарных линз Люнебурга // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2014. № 1. http://jre.cplire.ru/jre/jan14/18/text.pdf.
3. Калошин В.А., Буй Ван Чунг. О синтезе анизотропных линз Люнебурга // РЭ. 2024. Т.69. №.12. С.1162-1169.
4. Ryazantsev R.O., Salomatov Y.P., Panko V.S., Sugak M.I. Flat-layered spherical lens antenna system in conditions of slant polarized feeder radiation. Proc. Control and Commun. (SIBCON). IEEE. 2016. P. 1-3.
5. Ratajczak Ph. Design of a 3D Printed Luneburg Lens Antenna for Multiple Beams Applications at mm-wave Frequencies. 13th Eur. Conf. Antennas and Propagation (EuCAP). IEEE. 2019. P. 1-4.
6. Захаров Е.В., Ильинский А.С., Медведев Ю.В. и др. Гибридные диэлектрические линзовые антенны средств связи сантиметрового и миллиметрового диапазонов // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. № 2. http://jre.cplire.ru/jre/feb20/3/text.pdf.
7. Denisov D.V., Shabunin S.N., Kusaykin D.V., Klevakin M.A. Base station multibeam antenna for 5G network based on the Lunenburg lens structure // IEEE 15th Int. Сonf. Actual Problems of Electronic Instrument Engineering (APEIE). Novosibirsk, Russia. 2021. P. 260.
8. Qu B., Yan S., Zhang A. et al. 3-D printed cylindrical Luneburg lens for dual polarization // IEEE Anten. and Wireless Propag. Lett. 2021. V. 20. № 6. Р. 878.
9. Guo Y.J., Ansari M., Ziolkowski R.W., Fonseca N. J. G. Quasi-Optical Multi-Beam Antenna Technologies for B5G and 6G mmWave and THz Networks: A Review // IEEE Open J. Anten. Propag. 2021. V. 2. P. 807.
10. Ansari M., Jones B., Zhu H. et al. A highly efficient spherical Luneburg lens for low microwave frequencies realized with a metal-based artificial medium // IEEE Trans. 2021. V. AP-69. № 7. P. 3758.
11. Taskhiri M. M. The focusing lens design in Ku-band using ray inserting method (RIM) // IEEE Trans. 2021. V. AP-69. № 10. P. 6294.
12. Ansari M., Jones B., Shariati N., Guo Y. J. A highly efficient spherical Luneburg lens for low microwave frequencies realized with a metal-based artificial medium // 15th Eur. Conf. Anten. Propag. (EuCAP). 2021. Dusseldorf. Germany. P. 1.
13. Liu J., Lu H., Dong Z. et al. Design and Analysis of Wideband Lens Antenna Using Periodic Structures // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 2022. – Vol. 70, No. 1. – P. 697.
14. Александрин А.М., Рязанцев Р.О., Саломатов Ю.П., Сугак М.И. Сферическая линза Люнеберга из искусственного диэлектрика // Известия высших учебных заведений. Физика. — 2010. — Т. 53, № 9–2. — С. 70–72.
15. Perez-Quintana D., Bilitos C., Ruiz-Garcia J. et al. Fully metallic Luneburg metalens antenna in gap waveguide technology at V-band // IEEE Trans. 2023.V. AP-71. № 4. Р. 2930.
16. Prince T.J., Elmansouri M.A., Filipovic D.S. Cylindrical Luneburg lens antenna systems for amplitude-only direction-finding applications// IEEE Trans. 2023. V. AP-71. № 10. P. 7924.
17. Lian J.W., Ansari M., Hu P. et al. Wideband and high-efficiency parallel-plate Luneburg lens employing all-metal metamaterial for multibeam antenna applications// IEEE Trans. 2023.V. AP-71. № 4. P. 3193.
18. O. Zetterstrom, N. J. G. Fonseca and O. Quevedo-Teruel. Collimating truncated virtual image lens // IEEE Trans. 2024. V. АР-72, №. 5, pp. 3928-3937.
19. Mrnka M., Raida Z. An effective permittivity tensor of cylindrically perforated dielectrics //IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. – 2017. – V. 17. – №. 1. – С. 66-69.
20. Е.Г. Зелкин, Р.А. Петрова. Линзовые антенны. М.: Сов. Радио. 1974.
21. А.З. Фрадин. Антенны сверхвысоких частот. 1957.
22. Буй В.Ч., Калошин В.А. Антенна на основе анизотропной линзы Микаэляна из перфорированного диэлектрика // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – №2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.2.17.
23. Е.С. Кухаркин. Основы инженерной электрофизики. Ч1. М.: Высш.школа.
1969.
24. Ю.А. Кравцов, Ю.И. Орлов. Геометрическая оптика неоднородных сред. М. Наука. 1980.
Для цитирования:
Буй Ван Чунг, Калошин В.А. Антенна на основе сферической анизотропной линзы Люнебурга из перфорированного диэлектрика. // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – №.5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.5.3