Метод расчета постоянной распространения вытекающей моды в волноводах со щелями

Abstract

A method of calculating the complex propagation constant of a leaky mode in slotted waveguides is proposed and approved. The method is based on reduction to the problem of eigenmodes in the equivalent resonator. One-dimensional and two-dimensional arrays of slots in the form of circular holes in the wall of rectangular and planar waveguides are considered as an example. A comparison with the Oliner’s analytical method is given. The proposed method can be used for the modeling and design of leaky-wave antennas.

• slotted waveguides
• propagation constant
• equivalent resonator
• Leaky mode

Аннотация (на русском)

Метод расчета постоянной распространения вытекающей моды в волноводах со щелями

Предложен и апробирован метод расчета комплексной постоянной распространения вытекающей моды в волноводах со щелями. Метод основан на сведении к задаче на собственные значения в эквивалентном резонаторе. В качестве примера рассмотрены одномерная и двумерная решетки излучателей в виде круглых отверстий в стенке прямоугольного и планарного волноводов. Приведено сравнение с аналитическим методом Олинера. Предложенный в работе метод может служить для моделирования и проектирования антенн вытекающей волны.

For citation

References

1. Y. J. Cheng, W. Hong, and K. Wu. Millimeter-Wave Substrate Integrated Waveguide Multibeam Antenna Based on the Parabolic Reflector Principle. IEEE Trans. on Antennas and Propagation, vol. 56, No. 9, Sept 2008, p. 3055-3058.
2. M. Ettorre, A. Neto, G. Gerini, and S. Maci. Leaky-Wave Slot Array Antenna Fed by a Dual Reflector System, IEEE Trans. on Antennas and Propagation, vol. 56, No. 10, Oct 2008, p. 3143-3149.
3. M. Ettorre, R. Sauleau, and L. Le Coq. Multi-Beam Multi-Layer Leaky-Wave SIW Pillbox Antenna for Millimeter-Wave Applications. IEEE Trans. on Antennas and Propagation, vol. 59, No. 4, Apr 2011, p. 1093-1100.
4. E. Schreiber, M. Peichl, M. Jirousek, H. Suess. VESAS: a novel concept for fully-electronic passive MW imaging. Proceedings of SPIE Defense, Security, and Sensing 2013, 8715 (87150J). SPIE Digital Library. SPIE Defense, Security, and Sensing 2013, Apr 29 -May3 2013, Baltimore, USA.
5. L. O. Goldstone and A. A. Oliner. Leaky-Wave Antennas I: Rectangular Waveguides. IRE Trans. on Antennas and Propagation, vol. AP-7, No. 4, 1959, p. 307-319.
6. M. Guglielmi and D. R. Jackson. Broadside Radiation from Periodic Leaky-Wave Antennas. IEEE Trans. on Antennas and Propagation, vol. 41, No. 1, Jan 1993, p. 31-37.
7. К. Уолтер. Антенны бегущей волны. Пер. с англ. под ред. А. Ф. Чаплина. М.: Энергия, 1970.
8. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток: Учебное пособие для вузов. / В. С. Филиппов, Л. И. Пономарев, А. Ю. Гринев и др.; под ред. Д. И. Воскресенского. - 2-е изд., доп. и перераб. М.: Радио и связь, 1994.
9. Сазонов Д. М. Антенны и устройства СВЧ. М.: Высш. школа, 1988.
10. Бодров В. В., Сурков В. И. Математическое моделирование устройств СВЧ и антенн. М.: Изд-во МЭИ, 1994.
11. Панченко Б. А., Нефедов Е. И. Микрополосковые антенны. М.: Радио и связь, 1986.
12. F. Xu and K. Wu. Understanding Leaky-Wave Structures. IEEE Microwave Magazine, vol.14, No. 5, July/Aug.2013, p. 87-96.
13. Банков С. Е. Антенные решетки с последовательным питанием. М.: Физматлит, 2013.
14. F. Xu, A. Patrovsky, K. Wu. Fast Simulation of Periodic Guided-Wave Structures Based on Commercial Software. Microwave Opt. Technol. Lett., vol. 49, No.9, Sept. 2007, p. 2180-2182.
15. С. Е. Банков, Э. М. Гутцайт, А. А. Курушин. Решение оптических и СВЧ задач с помощью HFSS. М.: Оркада, 2012.