Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2015, № 12 · ELECTRODYNAMICS

Сверхширокополосная облучающая система на основе линейной решетки из антенн Вивальди для многолучевых гибридных антенн

S.E. Bankov1, M.D. Duplenkova2, V.A. Kaloshin1

1 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
2 Национальный исследовательский университет Московский энергетический институт, Russia
Full text UDC 621.396.67 EDN VHTMUP

Abstract

Characteristics of an infinite linear array of Vivaldi antennas in regime of excitation of the array element are investigated. A problem of calculation of Floquet channel scattering matrix for different values of phase shift between fields in neighboring array elements is solved with using of finite elements method. Phase and amplitude radiation pattern of the array element are calculated in frame of theory of infinite antenna arrays. Shape of radiation pattern and position of its phase center are analyzed in the wide frequency range. A possibility of a cluster type radiator design using a set of the array active elements to obtain a given level of beams intersection and a high level of efficiency of a multi-beam antenna is shown.

  • antenna array
  • vivaldi antenna
  • Floquet channel
Аннотация (на русском)

Сверхширокополосная облучающая система на основе линейной решетки из антенн Вивальди для многолучевых гибридных антенн

Исследованы характеристики бесконечной одномерной решетки из антенн Вивальди в режиме возбуждения одного элемента решетки. С использованием метода конечных элементов найдены зависимости элементов матрицы рассеяния на стыке периода решетки - канала Флоке в квазипериодическом режиме для разных значений фазового сдвига между полями в соседних каналах. В приближении теории бесконечных фазированных решеток рассчитана амплитудная и фазовая диаграммы направленности элемента решетки. В широком диапазоне частот исследованы форма амплитудной диаграммы направленности и положение ее фазового центра. Показана возможность создания кластерного облучателя при одновременном возбуждении нескольких элементов решетки для обеспечения заданного уровня пересечения лучей многолучевой антенны в сверхширокой полосе частот при сохранении высокого значения КИПа.

For citation

Bankov S.E., Duplenkova M.D., Kaloshin V.A. Сверхширокополосная облучающая система на основе линейной решетки из антенн Вивальди для многолучевых гибридных антенн // Journal of Radio Electronics. – 2015. – No. 12.

References

  1. Ghavami M., Michael L.B., Kohno R. Ultra Wideband Signals and Systems in Communication Engineering // John Wiley & Sons, Ltd. 2007.
  2. В.А.Калошин, Многолучевые гибридные антенны, Труды 13 Междун. Крымской конф. «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии», Crimico-2003, Севастополь, сентябрь, 2003, с.383-390.
  3. Park Y.-J. and Wiesbeck W. Offset cylindrical reflector antenna fed by a parallel-plate Luneburg lens for automotive radar applications in millimeter-wave // IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 51, no. 9, pp. 2481-2483, Sep. 2003.
  4. Бирюков В. Л., Ефимова Н. А., Калиничев В. И., Калошин В. А., Пангонис Л. И. Исследование сверхширокополосной кольцевой антенной решетки // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2013. № 1. URL: http://jre.cplire.ru/mac/jan13/20/text.html.
  5. Yang Y., Wang Y., and Fathy A.E. Design of a compact Vivaldi antenna arrays for UWB. See through wall applications // PIERS 82, p.p. 401-418, 2008.
  6. Chang J., Schaubert D.H., Yngvesson K.S., Huang J., Jamnejad V., Rascoe D., Riley L. // IEEE AP Symp. Proc. 1990. USA Dallas. P. 1150.
  7. Воскресенский Д. И., Котов Ю. В., Овчинникова Е. В. // Антенны. № 11(102). 2005. С. 7.
  8. Амитей Н., Галиндо В., Ву Ч. Теория и анализ фазированных антенных решеток // М.: Мир. 1974.
  9. С.Е. Банков, М.Д. Дупленкова. Модель бесконечной решетки бегущей волны в виде канала Флоке // Труды международной НТК ИРЭМВ - 2013. Россия, Дивноморское, 24-28 июня 2013. С. 194-198.