Анализ двумерно-периодической волноводно-щелевой решетки с частотно-фазовым сканированием луча

Abstract

A model is proposed for the numerical analysis of the propagation constant of the leaky mode in a dual-periodic array of rectangular waveguides with slots in the broad wall. The real and imaginary parts of the propagation constant depending on the frequency are computed for different phase shifts between adjacent waveguides. Comparison with the propagation constant of the leaky mode in the linear one-dimensional array is given. It is shown that the frequency dependences of the phase and attenuation constants have specific features at certain phase shifts. The angular coordinates of the beam in space and the 2D scanning range are calculated with changing the frequency and phase shift in the considered bounds.

• antenna arrays
• slotted waveguides
• 2D beam scanning

Аннотация (на русском)

Анализ двумерно-периодической волноводно-щелевой решетки с частотно-фазовым сканированием луча

Предложена модель для численного анализа постоянной распространения вытекающей моды в двумерно-периодической решетке из прямоугольных волноводов со щелями в широкой стенке. Рассчитаны частотные зависимости действительной и мнимой частей постоянной распространения для разных фазовых сдвигов между соседними волноводами. Приведено сравнение с постоянной распространения вытекающей моды в линейной одномерной решетке. Показано, что частотные зависимости фазовой постоянной и постоянной затухания имеют особенности при определенных фазовых сдвигах. Рассчитаны угловые координаты луча в пространстве и диапазон сканирования при изменении частоты и фазового сдвига в рассмотренных пределах.

For citation

References

1. К. Уолтер. Антенны бегущей волны. Пер. с англ. под ред. А. Ф. Чаплина. М.: Энергия, 1970.
2. R. J. Mailloux. Phased array antenna handbook, Artech House, 1994, Norwood, MA.
3. В. А. Калошин. Антенны миллиметровых волн. Зарубежная радиоэлектроника, 1984, №11, с.97-106.
4. М. Б. Мануилов, В. А. Лерер, Г. П. Синявский. Методы расчета и новые применения волноводно-щелевых антенных решеток. Успехи современной радиоэлектроники, 2007, №5, с. 3-28.
5. M. Manuilov, V. Lerer, G. Sinyavsky. Fast and Accurate Full-Wave Analysis of Large Slotted Waveguide Array Antennas. Proc. of 37th Eur. Microw. Conf., Oct 2007, pp. 360-363.
6. С. Е. Банков. Антенные решетки с последовательным питанием. М.: Физматлит, 2013.
7. F. Xu and K. Wu. Understanding Leaky-Wave Structures. IEEE Microwave Magazine, July/Aug. 2013, vol. 14, No. 5, p. 87-96.
8. 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, 2008, vol. 56, No. 9, p. 3055-3058.
9. 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, 2008, vol. 56, No. 10, p. 3143-3149.
10. Y. J. Cheng, et al. Substrate Integrated Waveguide (SIW) Rotman Lens and Its Ka-Band Multibeam Array Antenna Applications. IEEE Trans. on Antennas and Propagation, 2008, vol. 56, No. 8, p. 2504-2513.
11. P. Chen, et al. A Multibeam Antenna Based on Substrate Integrated Waveguide Technology for MIMO Wireless Communications, IEEE Trans. on Antennas and Propagation, 2009, vol. 57, No. 6, p.1813-1821.
12. 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, 2011, vol. 59, No. 4, p. 1093-1100.
13. В. И. Калиничев, А. А. Бабаскин. Метод расчета постоянной распространения вытекающей моды в волноводах со щелями. Журнал радиоэлектроники, 2015, №7. http://jre.cplire.ru/jre/jul15/2/text.pdf
14. В. И. Калиничев. Анализ и синтез волноводно-щелевой антенны с заданным амплитудным распределением. // Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. 2015. №12. URL: http://jre.cplire.ru/jre/dec15/8/text.pdf