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
2023, № 6

Calculation of double reflector mirror antenna with taking into account the struts with the help of rigorous method

E.I. Lavretski1, V.S. Chernyshov1

1 Research Institute of Precise Constructions, Moscow, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2023.6.6 UDC 621.396.677 EDN HNAFTB

Abstract

Calculation of a double reflector Cassegrain antenna with taking into account of struts was performed by electric field integral equation method with unknown surface electric current and physical optics method with multiple reflections. For the same Cassegrain antenna with circular polarization we compared characteristics (gain, efficiency, side-lobes) at frequencies 1.7 GHz, 3.4 GHz and 5.1 GHz for the structure with struts (quadripod) and without struts. Calculation of antenna characteristics is performed for variable diameter of quadripod at main reflector at frequencies 1.7 GHz and 5.1 GHz. Calculation by rigorous method showed increase of side-lobes in the planes of struts and increase of the cross-polarization. With this in mind, the side-lobes in diagonal planes are approximately the same as in structure without struts. Comparison of gain reduction due to the struts is done, when calculated by rigorous method and aperture method.

  • Cassegrain reflector antenna
  • electrical field integral equation (EFIE)
  • physical optics method
  • multiple reflections
  • struts (quadripod)
Аннотация (на русском)

Расчет двузеркальной антенны с учётом влияния опор строгим методом

Проведен расчет двузеркальной антенны Кассегрена с учетом влияния опор с помощью метода интегрального уравнения электрического поля для поверхностного электрического тока и метода физической оптики с учетом многократных переотражений. Для одной и той же антенны Кассегрена проведено сравнение характеристик на круговой поляризации (КНД, КИП, УБЛ и т.д.) с учетом влияния опор и без учета влияния опор на частотах 1,7 ГГц, 3,4 ГГц и 5,1 ГГц. Выполнен расчет антенных характеристик при разном диаметре установки опор на главном зеркале на частотах 1,7 ГГц и 5,1 ГГц. Результаты расчетов строгим методом показали рост бокового излучения в плоскостях, проходящих через опоры, и рост уровня кросс-поляризации. При этом боковое излучение в срединных плоскостях между опорами примерно соответствует расчетному боковому излучению без учета влияния опор. Проведено сравнение снижения КНД из-за влияния опор, рассчитанного строгим методом и апертурным методом.

For citation

Lavretski E.I., Chernyshov V.S. Calculation of double reflector mirror antenna with taking into account the struts with the help of rigorous method // Journal of Radio Electronics. – 2023. – No. 6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.6.6

References

  1. Фролов О.П., Вальд В.П. Зеркальные антенны для земных станций спутниковой связи. Москва, Горячая линия - Телеком. 2012. 496 с.
  2. Baars J. The paraboloidal reflector antenna in radio astronomy and communication. Theory and practice. New York, Springer. 2007. 253 p.
  3. Rao S., Sharma S., Shafai L. Handbook of reflector antennas and feed systems. Vol.1. Theory and design of reflectors. Boston, Artech House. 2013. 309 p.
  4. Heldring A., Rius J., Ligthart L., Cardama A. Accurate numerical modeling of the TARA reflector system. IEEE Trans. on Antennas and Propagation. 2004. V.52. №7. P.1758-1766. https://doi.org/10.1109/TAP.2004.831408
  5. Лаврецкий Е.И., Чернышов В.С. Расчет двузеркальной антенны по методу физической оптики с учетом многократных переотражений. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.1.5
  6. Chew W., Jin J., Michielssen E. and Song J. Fast and efficient algorithms in computational electromagnetics. Boston, Artech House. 2001. 931 p.
  7. Васильев Е.Н. Возбуждение тел вращения. Москва, Радио и связь. 1987. 272 с.