Синтез и анализ зеркально-линзовых диаграммо-образующих систем для планарных многолучевых антенн

Abstract

The problem of synthesis of planar two- layer mirror-lens systems that convert a cylindrical front into a flat one is considered. Differential equations for the surfaces of the mirror-lens and lens-mirror systems are obtained. As a result of numerical integration of differential equations for the mapping of the law, satisfying the Abbe "sine" condition, forms of aplanatic system surfaces are found. Using ray tracing technique for a plane front oblique incidence on one of the surfaces (reflecting or refracting) the analysis of asymmetrical aberrations for a scattering spot is conducted for large angles of view with using mean square aberration criterion. A comparison with aberrations in a two-layer single-reflector and three-layer two-mirror planar systems is done.

• multibeam antenna
• mirror-lens system
• aplanatic system
• aberrations

Аннотация (на русском)

Синтез и анализ зеркально-линзовых диаграммо-образующих систем для планарных многолучевых антенн

Рассмотрена задача синтеза планарных двухслойных зеркально-линзовых сиcтем, преобразующих цилиндрический фронт в плоский. Получены дифференциальные уравнения для поверхностей систем зеркало-линза и линза-зеркало. В результате численного интегрирования дифференциальных уравнений для закона отображения, удовлетворяющего условию "синусов" Аббе, найдена форма поверхностей апланатических систем. Методом трассировки лучей при наклонном падении плоского фронта на одну из поверхностей (отражающую или преломляющую) проведен анализ несимметричных аберраций по критерию среднеквадратичной аберрации для пятна рассеяния при больших углах зрения. Проведено сравнение с аберрациями в двухслойных однозеркальных и трехслойных двухзеркальных планарных системах.

For citation

References

1. Калошин В.А., Многолучевые гибридные антенны, Труды 13 Междун. Крымской конф. СВЧ техника и телекоммуникационные технологии, Crimico-2003, Севастополь, сентябрь 2003, с.383-390.
2. Cheng Н., Hong W., Wu K., Qi Kuai Z., Chen Yu, Chen J, Zhou J. and Tang H. Substrate Integrated Waveguide (SIW) Rotman Lens and Its Ka-Band Multibeam Array Antenna Applications // IEEE Trans. on Anten. and Prop., 2008, V.56, N 8. pp. 2504 - 2513.
3. Ахияров В.В., Калошин В.А., Никитин Е.А., Исследование широкополосных планарных линз Люнебурга // Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. 2014, №1, http://jre.cplire.ru/jre/jan14/18/text.pdf.
4. Ettorre M., Neto A., Gerini G., Maci S. Leaky-Wave Slot Array Antenna Fed by a Dual Reflector System// Anten. and Prop., 2008, V.56, N10. pp.3143 - 3149.
5. Cheng Y., Hong W., and Wu K. Millimeter-Wave Substrate Integrated Waveguide Multibeam Antenna Based on the Parabolic Reflector Principle // IEEE Trans. on Anten. and Prop. 2008, V.56, N 9. pp. 3055 - 3058.
6. Gandini E., Ettorre M., Casaletti M., Tekkouk K., Le Coq L., Sauleau R. SIW Slotted Waveguide Array with Pillbox Transition for Mechanical Beam Scanning // IEEE Anten. and Wireless Prop. Letters, 2012, V. 11. pp. 1572 - 1575.
7. Калошин В.А., Фролова Е.В. Анализ и минимизация аберраций в широкоугольных планарных зеркальных системах // Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. 2014. N1. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jan14/16/text.html.
8. Калошин В.А., Фролова Е.В. Синтез и анализ планарных зеркально-линзовых фокусирующих систем. II Всерос. Микроволновая конф. Доклады. М., ноябрь 2014. С. 461-467.
9. Галимов Г.К. Апланаты, т.3: “Антенны-связь НПК”, 2011.
10. Head A.K., Aplanatic Lens, Proc. of the Phys. Soc, 1959, Vol. 74, Issue 6, pp.731-736.