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
2019, № 1 · ELECTRODYNAMICS

Leaky-wave array antenna

V.A. Kaloshin1, C.T. Nguyen2

1 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
2 Moscow Institute of Physics and Technology (State University), Dolgoprudnyi, Russia
Full text (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2019.1.14 EDN MWIELM

Abstract

A phased array antenna with one-dimensional phase scanning, containing two flat arrays of a hollow rectangular leaky-wave waveguide with a translucent narrow wall, was proposed and investigated. The translucent wall is made in the form of a lattice of cylindrical conductors. Flat arrays are angled to each other and, at the interface, are excited by a linear phased array of rectangular waveguides. To realize an in-phase front with a uniform amplitude distribution, the lattice period of cylindrical conductors increases, and the size of the wide wall of the leaky-wave waveguide decreases in the direction of its propagation according to the found law. Using numerical simulation based on the finite element method, the dependences of the gain of the antenna array on the frequency and scan angle are investigated. The maximum value of the antenna array efficiency is more than 0.9, the frequency band at the 0.7 efficiency level is more than 5%. The maximum value of the antenna array efficiency is more about 0.9, the frequency band at the 0.7 efficiency level is more than 5%. Scanning sector by the level of the gain dropping - 3 dB is more 50 degrees.

  • phased array antenna
  • leaky-wave waveguide
  • numerical simulation
Аннотация (на русском)

Антенная решетка вытекающей волны

Предложена и исследована фазированная антенная решетка с одномерным фазовым сканированием, содержащая две плоских решетки полых прямоугольных волноводов вытекающей волны с полупрозрачной узкой стенкой. Полупрозрачная стенка выполнена в виде решетки цилиндрических проводников. Плоские решетки расположены под углом друг к другу и в месте стыка возбуждаются линейной фазированной решеткой прямоугольных волноводов. Для реализации синфазного фронта с равномерным амплитудным распределением период решетки цилиндрических проводников увеличивается, а размер широкой стенки волновода вытекающей волны уменьшается в направлении ее распространения по найденному закону. С использованием численного моделирования на основе метода конечных элементов исследованы зависимости коэффициента усиления антенной решетки от частоты и угла сканирования.

For citation

Kaloshin V.A., Nguyen C.T. Leaky-wave array antenna // Journal of Radio Electronics. – 2019. – No. 1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.1.14

References

  1. Erio Gandini and others. SIW Slotted Waveguide Array with Pillbox Transition for Mechanical Beam Scanning. // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. Vol.11. P1572 - 1575.
  2. Калошин В.А., Фролова Е.В. Радиообъектив с частотно-фазовым сканированием на основе волноводно-щелевой решётки вытекающей волны // Журнал радиоэлектроники. 2018. №3. http://jre.cplire.ru/jre/mar18/3/text.pdf.
  3. Сканирующие антенные системы. Т.3. Перевод с английского под ред. Г.Т.Маркова и А.Ф.Чаплина. М.: Сов. Радио.1971. Microwave scanning antennas. V.3. Academic Press.1966.
  4. 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.
  5. К. Уолтер. Антенны бегущей волны. Пер. с англ. под ред. А. Ф. Чаплина. М.: Энергия. 1970. K. Walter. Traveling wave antennas. NY.,McGraw-Hill.1965.
  6. В.А.Калошин, К. Т. Нгуен. Антенная решетка вытекающей волны.VI Всеросс. Микроволной конф. Доклады. М.: ИРЭ им. Котельникова РАН. 2018 г. V.A. Kaloshin, C.T. Nguyen. Leaky-wave antenna array. VI Vseross. Microwave Conf. Reports. M.:Kotelnikov IRE of RAS. 2018.