Линейные антенные решетки КВЧ диапазона на диэлектрических волноводах

Аннотация

Рассматривается задача построения антенн КВЧ диапазона, выполненных на основе диэлектрических волноводных структур. Для анализа этой задачи предложен модифицированный энергетический подход, основанный на представлении нерегулярной диэлектрической структуры антенной решеткой. Рассмотрены задачи анализа направленных свойств и апертурного синтеза. Рассмотрены два варианта антенн на основе желобкового диэлектрического волновода - с нерегулярностями в виде пазов и в виде металлических полосок. Представлен способ получения количественных данных для расчета электрических характеристик антенн. Приводятся результаты электродинамического моделирования антенн. Показано, что использование предложенного подхода при анализе и синтезе антенн обеспечивает точность, приемлемую для практических приложений.

• КВЧ диапазон
• антенная решетка
• диэлектрический волновод
• антенна вытекающих волн
• энергетический подход
• электродинамическое моделирование
• millimeter waveband
• antenna array
• dielectric waveguide
• leaky wave antenna
• energy approach
• electrodynamics modeling

Для цитирования

Литература

1. Калошин В.А. Антенны миллиметровых волн. // Зарубежная радиоэлектроника, 1984, N 11, с.97-106.
2. Tamir T., Oliner A.A. Guided complex waves, Part II, Relation to radiation patterns. Proc. IEE, 1963, Vol. 110, pp.325-334.
3. Шестопалов В.П. Физические основы миллиметровой и субмиллиметровой техники. Том 1. Открытые структуры, Киев, Наукова думка, 1985, с.216.
4. Свеженцев А.Е. Анализ желобковых волноводов с диэлектрическим заполнением. Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 1999, T. 42, N 11, с.1078-1084.
5. Раевский С.Б., Титаренко, А.А. Расчет открытых продольно-регулярных диэлектрических волноводов с произвольным поперечно-неоднородным сечением. // Радиотехника и электроника, 2009, - Т. 54, N 11, с.1285-1299.
6. Mohammad R.Z. and Hassan A.K. Accurate analysis of practical 3D periodic leaky-wave patch antennas. International Journal of Antennas and Propagation Vol. 2008, Article ID 384792, 6 pages. Available at: https://www.hindawi.com/journals/ijap/2008/384792/
7. Lamparello P., Frezza F., Galli A., Baccarelli P., Burghgnoli P., Loval G., Paulotto S., Valerio G., Jackson D.R. Advances in leaky-wave periodic structures after Oliner's pionering research. Proceedings of the 44th European Microwave Conference 6-9 Oct. 2014, Rome, Italy, pp.433-437.
8. Awardeep, Singh. Analysis of Leaky Wave Antennas Using the Matrix Pencil Method. Masters thesis, Concordia University, Quebec, Canada, December 2014. Available at: http://spectrum.library.concordia.ca/979732/1/Singh_MASc_S2015.pdf
9. Tesi di Dottorato di Mauro Ettorre. Analysis and design of efficient planar leaky-wave antennas, Ciclo XX, Anno Accademico, 2007/2008 p.105 Available at: http://homepage.tudelft.nl/g74u2/dwd/Tesi_mauro.pdf
10. Ogusu K. Propagation properties of planar dielectric waveguide with periodic metallic strips. IEEE Trans, MTT 1981, v.29, N 1, p.16-21.
11. Ghomi M., Lejay B., Amalric J.L., Baudrand H. Radiation characteristics of uniform and nonuniform dielectric leaky-wave antennas. IEEE Trans, Antennas Propagation, vol.41, pp.1177-1186, Sept. 1993.
12. Седельников Ю.Е. Косоруков В.В. Печатная антенна миллиметровых волн. АС СССР № 1513546 БИ №37, 07.10.1989.
13. Нечаев Ю.Б., Климов А.И., Хохлов Н.С., Юдин В.И., Радько П.Н. Плоская антенна. Патент РФ по заявке 2010100683\07. БИ №33, 27.11.2011.
14. Головин Е.М., Косоруков В.В., Седельников Ю.Е., Черепенин Г.М. Плоская антенная решетка. АС СССР № 1739414 БИ №21, 07.06.1992.
15. Ettorre M., Bruni S., Gerini G., Neto A., Llombart N., Maci S. Sector PCS-EBG antenna for low cost high directivity applications. Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol.6, pp.537-539, Dec. 2007.
16. Останков А.В. Ретроспективный анализ возможностей и основных характеристик дифракционных антенн вытекающей волны. // Вестник ВГТУ 2010 Т.6, N 8. с.75-81.
17. Борисов Д.Н., Золотухин А.В., Климов А.И., Нечаев Ю.Б. Исследование характеристик плоских антенных решеток вытекающей волны, расчитанных для режима нормального излучения. // Изв. вузов. Сер. Радиоэлектроника 2013. Т.56, N 10, с.3-12.
18. Souad Doucha, Mehadji Abri and Hadjjra Abri Badaoui. Leaky wave antenna design based on SIW technology for millimeter wave applications. WSEAS Transactions On Communication, vol.14, 2015 p. 108-112.
19. Klassen V.I., Oleinik E.U., Sedelnikov Y.E., Shaban Mohamed. Planar Ku band antenna for perspective telecommunication facilities. XI International Conference on Antenna Theory and Techniques (ICATT), Kyiv, Ukraine pp.169-170, 2017.
20. Классен В.И., Седельников Ю.Е. Антенны Кu диапазона для перспективных средств телекоммуникаций Часть 1 Печатные антенны. // Научно-технический Вестник Поволжья, N 6, 2013, c.326-331.
21. Классен В.И., Седельников Ю.Е. Антенны Кu диапазона для перспективных средств телекоммуникаций Часть 2 Антенны с управляемыми характеристиками. // Научно-технический вестник Поволжья, N 6, 2013, с.331-335.
22. Lavrushev V.I., Sedelnikov Yu,E. Millimeter band low-height multi beam antennas. 20-th ESTEC Antenna Workshop on Millimeter Wave Antenna Technology and Antenna Measurement, 18-20 June 1997 ESTEC Noordwijk, the Netherlands p.87-91.
23. Классен В.И., Олейник Е.Ю., Седельников Ю.Е., Шаaбан Мохамед, Плоские антенны Ka диапазона для перспективных средств связи. // Электросвязь, N4, 2017, с.59-63.
24. Ашихмин А.В., Виноградов А.Д., Климов А.И. и др. Плоская антенна на основе радиального волновода. // Радиолокация, навигация, связь: сб. докл. V-й Международной науч.-техн. конференции, Воронеж, 1999. Т.3, с.1785-1789.
25. Thomas A.M. Modern Antenna design. Second Edition John Willey &Sons, INC., Publication Hoboken, New Jersey, 2005, р.614.
26. Банков С.Е. Антенные решетки с последовательным питанием. М.: Физматлит, 2013, 416 с.
27. Уолтер К. Антенны бегущей волны. М.: «Энергия», 1970, 448 с.
28. Калиничев В.И. Анализ и синтез волноводно-щелевой антенны с заданным амплитудным распределением. // Журнал радиоэлектроники: электронный журнал, 2015, N 12, URL: http://jre.cplire.ru/jre/dec15/8/text.pdf