ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №11
Текст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.11.32
УДК: 621.372.57; 621.375
круговой поляризации с полым экраном
Е.Р. Гафаров, А.А. Ерохин, Р.О. Рязанцев, А.М. Александрин
Сибирский федеральный университет
660074, г. Красноярск, ул. Киренского, 28
Статья поступила в редакцию 1 сентября 2025 г.
Аннотация. В представленной работе проведено теоретическое исследование антенны круговой поляризации с экраном в виде полости для решения задач, в которых требуется обеспечение качественных поляризационных характеристик в широком телесном угле. Выполнено моделирование отдельных узлов предложенной антенны в части компактного щелевого излучателя и компактной схемы питания в виде квадратурного делителя, а также антенны в сборе при помощи метода конечных элементов. Проведен анализ амплитудно-фазовых характеристик компактной схемы питания, а также характеристик направленности, поляризации и согласования щелевого излучателя в диапазоне рабочих длин волн. Отмечены преимущества предложенной антенны в виде компактности, простоты изготовления, а также формируемых радиотехнических характеристиках. Предложенная антенна позволяет получить высокие значения коэффициента эллиптичности более 0,96 в угловом диапазоне θ = [-50°; 50°], при этом размер антенны не превышает 0,4λ₀.
Ключевые слова: щелевая антенна, полый экран, круговая поляризация, коэффициент эллиптичности, диаграмма направленности.
Финансирование: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №25-19-20106, https://rscf.ru/project/25-19-20106/, гранта Красноярского краевого фонда науки.
Автор для переписки: Ерохин Алексей Александрович, aerokhin@sfu-kras.ru
Литература
1. Hadas T., Kazmierski K., Kudłacik I., Marut G. and Madraszek S. Galileo High Accuracy Service in Real-Time PNT, Geoscience and Monitoring Applications // in IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 21, pp. 1-5, 2024.
2. Boni E., Giannetti G., Maddio S. and Pelosi G. A Circular Polarized Antenna for GPS and Iridium Applications // 2023 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting (USNC-URSI), Portland, OR, USA, 2023, pp. 195-196.
3. Krzysztofik W.J. Coplanar-square-patch antenna for Iridium satellite reception // 2006 First European Conference on Antennas and Propagation, Nice, France, 2006, pp. 1-4.
4. Leick A., Rapoport L., and Tatarnikov D. GPS Satellite Surveying. Wiley, 2015, ISBN: 9781118675571.
5. Teunissen P.J. and Montenbruck O. Springer handbook of global navigation satellite systems. Springer International Publishing, 2017, ISBN: 9783030731724.
6. Gafarov E.R., Erokhin A.A., Salomatov Y.P., Strigova Y.A., Aleksandrin A.M. and Vereshagin A.N. The Circular Polarized Antenna Array for Cube Satellites // 2023 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW), Divnomorskoe, Russian Federation, 2023, pp. 388-391.
7. McMichael I.T., Lundberg E., Hanna D. and Best S. Horizon nulling helix antennas for GPS timing // 2017 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting, San Diego, CA, USA, 2017, pp. 2495-2495.
8. Tian G., Lizhang L. and Li G. A Broadband Circularly Polarized Antenna Array Based on Sequential Rotation Feeding // 2024 IEEE International Workshop on Radio Frequency and Antenna Technologies (iWRF&AT), Shenzhen, China, 2024, pp. 395-397.
9. Rahul G. and Srinivasan D. 11m L&S Band Ground Station Antenna for Indian Navigation Satellite Signal Monitoring // 2021 International Conference on Intelligent Technologies (CONIT), Hubli, India, 2021, pp. 1-4.
10. Zhong Z. -P. et al. A Compact Dual-Band Circularly Polarized Antenna With Wide Axial-Ratio Beamwidth for Vehicle GPS Satellite Navigation Application // IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 68, no. 9, pp. 8683-8692, Sept. 2019.
11. Aparna E., Ram G. and Kumar G.A. Review on Substrate Integrated Waveguide Cavity Backed Slot Antennas // IEEE Access, vol. 10, pp. 133504-133525, 2022.
12. Kumar A. Substrate integrated waveguide cavity-backed slot antenna with low cross-polarization over the full bandwidth // Microwave and Optical Technology Letters, vol. 66, no. 1, Jan. 2024.
13. Zhang W., Han K., Jiang Z. and Yan Z. Bandwidth-Enhanced Design of Compact High-Order-Mode Cavity-Backed Slot Antenna // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 23, no. 12, pp. 4338-4342, Dec. 2024.
14. Sultan K. and Abbosh A. On-Body Cavity-Backed Slot Antenna with Pattern and Polarization Diversity for Medical Imaging // IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, no. 11, pp. 8239-8250, Nov. 2024.
15. Deng Q.J., Pan Y.M., Liu X.Y. and Leung K.W. A Singly-Fed Dual-Band Aperture-Sharing SIW Cavity-Backed Slot Antenna with Large Frequency Ratio // IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 71, no. 2, pp. 1971-1976, Feb. 2023.
16. Agasti R., Blosser C.G., Ruyle J.E. and Sigmarsson H.H. Tunable SIW-Based Evanescent-Mode Cavity-Backed Slot Antenna with Contactless Tuning // IEEE Access, vol. 11, pp. 42670-42678, 2023.
17. Asci Y. Wideband and Stable-Gain Cavity-Backed Slot Antenna with Inner Cavity Walls and Baffle for X- and Ku-Band Applications // IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 71, no. 4, pp. 3689-3694, April 2023.
18. Chen R. -S. et al. Novel Reconfigurable Full-Metal Cavity-Backed Slot Antennas Using Movable Metal Posts // IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 69, no. 10, pp. 6154-6164, Oct. 2021.
19. Chen R. -S. et al. Reconfigurable Full-Metal Circularly-Polarized Cavity-Backed Slot Antenna and Array with Frequency and Polarization Agility // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 70, no. 2, pp. 531-535, Feb. 2023.
20. Xu Y., Wang Z. and Dong Y. Circularly Polarized Slot Antennas with Dual-Mode Elliptic Cavity // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 19, no. 4, pp. 715-719, April 2020.
21. Chen R. -S. et al. S-Band Full-Metal Circularly Polarized Cavity-Backed Slot Antenna with Wide Bandwidth and wide Beamwidth // IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 69, no. 9, pp. 5963-5968, Sept. 2021.
22. Qin X. -X., Liu N. -W. and Chen J. Wideband Cavity-Backed Slot Antenna Based on Multi-Resonant Modes,” 2021 IEEE International Workshop on Electromagnetics: Applications and Student Innovation Competition (iWEM), Guangzhou, China, 2021, pp. 1-3.
23. Sinchangreed V., Uthansakul M. and Uthansakul P. Design of tri-Band quadrature hybrid coupler for WiMAX applications // 2011 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communications Systems (ISPACS), Chiang Mai, Thailand, 2011, pp. 1-4.
24. Xu Y., Wang Z. and Dong Y. Circularly Polarized Slot Antennas with Dual-Mode Elliptic Cavity // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 19, no. 4, pp. 715-719, April 2020.
25. Gafarov E.R., Erokhin A.A., Stankovsky A.V. and Salomatov Y.P. Multiband Three-Layer GNSS Microstrip Antenna // 2019 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON), Tomsk, Russia, 2019, pp. 1-4.
Для цитирования:
Гафаров Е.Р., Ерохин А.А., Рязанцев Р.О., Александрин А.М. Компактная щелевая антенна круговой поляризации с полым экраном // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – №. 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.11.32