ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2022. №11
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.11.9
ПроектированиЕ радиофотонных диаграммообразующих схем
фазированных антенных решеток в микроволновой сапр AWR DE
В.В. Головин1, Ю.Н. Тыщук2, М.Е. Белкин3, М.О. Ткаченко4
1,2,4ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»,
299053, г. Севастополь, ул. Университетская, 33,
3Московский технологический университет (МИРЭА),
119454, г. Москва, просп. Вернадского, 78
Статья поступила в редакцию 07 июля 2022 г.
Аннотация. В статье представлены разработанные в специализированной микроволновой САПР AWR DE две модели радиофотонных диаграммобразующих устройств фазированных антенных решеток, реализованные на основе электрических эквивалентных моделей оптических модулей (электрооптического модулятора, линий задержки на брегговских решетках и др.), в которых формирование требуемых амплитудно-фазовых распределений поля в апертуре решетки реализуется на основе оптических линий задержки. Выполнено сквозное нелинейное имитационное моделирование диаграммобразующих устройств, при котором в моделях одновременно анализируются сигналы в микроволновом и оптическом диапазонах. Определены амплитудно-фазовые распределения сигналов на антенных портах, рассчитаны диаграммы направленности линейных эквидистантных фазированных антенных решеток изотропных излучателей. Показано, что вторая схема радиофотонного диаграммобразующего устройства отличается лучшими тактико-техническими характеристиками. Для этой схемы также выполнены расчеты диаграмм направленности для случая антенной решетки, состоящей из четырехэлементных кластеров широкополосных печатных излучателей с переключаемой поляризацией излучения.
Ключевые слова: радиофотоника, фазированная антенная решетка, линия задержки, диаграммообразующее устройство, 5G NR.
Автор для переписки: Тыщук Юрий Николаевич, y.tyschuk@gmail.com
Литература
1. Chen S., Zhao J. The requirements, challenges and technologies for 5G of terrestrial mobile telecommunication. IEEE Communications Magazine. 2014. V.52(5). P.36-43. https://doi.org/10.1109/MCOM.2014.6815891
2. Novak D., Waterhouse R. Emerging disruptive wireless technologies – Prospects and challenges for integration with optical networks. Proceedings of Optical Fiber Communication Conference (OFC/NFOEC). 2013. P.3. http://dx.doi.org/10.1364/OFC.2013.OTu3E.2
3. Alavi S.E., Soltanian R., et al. Towards 5G: A photonic based millimeter wave signal generation for applying in 5G access fronthaul. Scientific Reports. 2016. V.6(1). P.11. http://dx.doi.org/10.1038/srep19891
4. Browne J. What role will millimeter waves play in 5G wireless systems? [WEB] Microwaves & RF. 2018. Date of access: 01.06.2022. URL: https://www.mwrf.com/technologies/systems/article/21849083/what-role-will-millimeter-waves-play-in-5g-wireless-systems
5. Paolella A.C., De Salvo R., Middleton C., Logan C. Direction in radio frequency photonic systems. Proceedings of the IEEE 16th Wireless and Microwave Technology Conference WAMICON 2015. Cocoa Beach. USA. 2015. P.6. http://dx.doi.org/10.1109/WAMICON.2015.7120359
6. Belkin M.E., Golovin V., Tyschuk Y., Vasil’ev M., Sigov A.S. Computer-aided design of microwave-photonicsbased RF circuits and systems. United Kingdom, IntechOpen Publishing. 2018. 20 p. http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.78945
7. Belkin M.E., Golovin V., Tyschuk Y., Sigov A.S. Comparison of RF photonicsbased beamformers for super-wide bandwidth phased array antennas. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. V.198. P.4. http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/198/1/012010
8. Shahoei H., Li M., Yao J.P. Continuously tunable time delay using an optically pumped linearly chirped fiber Bragg grating. Journal of Lightwave Technology. 2011. V.29(10). P.1465-1472. http://dx.doi.org/10.1109/JLT.2011.2132754
9. Vidal B., Mengual T., Marti J. Fast optical beamforming architectures for satellite-based applications. Advances in Optical Technologies. 2012. V.5. P.5. http://dx.doi.org/10.1155/2012/385409
10. Shi N., et al. Experimental demonstration of a multi-target detection technique using an X-band optically steered phased array radar. Optics Express. 2016. V.24(13). P.14438-14450. https://doi.org/10.1364/oe.24.014438
11. Yihong C., Chen R.T. A fully packaged true time delay module for a K-band phased array antenna system demonstration. IEEE Photonics Technology Letters. 2002. V.14(8). P.1175-1177. http://dx.doi.org/10.1109/LPT.2002.1022009
12. Zhuang L., et al. Novel ring resonator-based integrated photonic beamformer for broadband phased array receive antennas— Part II: Experimental prototype. Journal of Lightwave Technology. 2010. V.28(1). P.19-31. http://dx.doi.org/10.1109/JLT.2009.2032137
13. Zhuang L., et al. Low-loss, high-index-contrast Si3N4/SiO2 optical waveguides for optical delay lines in microwave photonics signal processing. Optics Express. 2012. V.19(23). P.23162-23170. http://dx.doi.org/10.1364/OE.19.02316214
14. Belkin M.E., Golovin V., Tyschuk Y., Sigov A.S. A simulation technique for designing next-generation information and communication systems based on off-the-shelf microwave electronics computer tool. International Journal of Simulation and Process Modelling. 2018. V.13(3). P 238-254. http://dx.doi.org/10.1504/IJSPM.2018.093104
15. Afonin I.L., Golovin V.V., Tyschuk Y.N. Antenna array of patch radiators with controlled polarization. Proceedings of Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves Conference (RSEMW). 2017. Divnomorskoe. Russia. P.55-57. http://dx.doi.org/10.1504/IJSPM.2018.093104
Для цитирования:
Головин В.В., Тыщук Ю.Н., Белкин М.Е., Ткаченко М.О. Проектирование радиофотонных диаграммообразующих схем фазированных антенных решеток в микроволновой САПР AWR DE. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.11.9