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
2025, № 4 · ELECTRODYNAMICS

Multi-beam mirror-lens aplanatic antenna

A.S. Venetskiy1, V.A. Kaloshin1, V.T. Trinh2

1 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
2 Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University), Dolgoprudnyi
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2025.4.15 UDC 621.396.67 EDN GAJRDI

Abstract

An approximate analytical solution to the problem of synthesizing generatrix of an integral symmetric aplanatic mirror-lens system in the form of series in powers of radius is found. For the special case of a system with a source located on the surface of a lens, the solution to the synthesis problem is reduced to a differential equation, using which an approximate analytical solution is also obtained. A formula for the main aberration - astigmatism of the system is found. Based on the obtained formula, optimization is carried out and optimal values of the parameters that provide a minimum root-mean-square aberration are found. Using numerical simulation, an analysis of the antenna characteristics based on an optimized symmetric aplanatic mirror-lens system is carried out depending on the angle of view.

  • aplanatic system
  • root-mean-square aberration
  • optimization
  • mirror-lens antenna
  • multibeam antenna
Аннотация (на русском)

Многолучевая зеркально-линзовая апланатическая антенна

Найдено приближенное аналитическое решение задачи синтеза образующих интегральной осесимметричной апланатической зеркально-линзовой системы в виде рядов по степеням радиуса. Для частного случая системы с расположением источника на поверхности линзы решение задачи синтеза сведено к дифференциальному уравнению, с использованием которого также получено приближенное аналитическое решение. Найдена формула для основной аберрации - астигматизма системы. На основе полученной формулы проведена оптимизация системы и найдены оптимальные значения параметров, обеспечивающих минимальную среднеквадратическую аберрацию. С использованием численного моделирования проведен анализ характеристик антенны на основе оптимизированной осесимметричной апланатической зеркально-линзовой системы.

For citation

Venetskiy A.S., Kaloshin V.A., Trinh V.T. Multi-beam mirror-lens aplanatic antenna // Journal of Radio Electronics. – 2025. – No. 4. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.4.15

References

  1. Schmidt B. Astronomical optics systems // Central Journal of Optics and Mechanics. 1932.- V.52.- Nо 2.- P. 25.
  2. Максутов Д.Д. Астрономическая оптика. Л.: Наука. 1979.
  3. Михельсон Н.Н. Оптика астрономических телескопов и методы ее расчета. М.: Физматлит. 1995.
  4. Калошин В.А., Фролова Е.В. Синтез и анализ зеркально-линзовых диаграммо-образующих систем для планарных многолучевых антенн // Журнал радиоэлектроники- 2015. - №12. http://jre.cplire.ru/jre/dec15/19/text.pdf.
  5. Венецкий А.С., Калошин В.А.,Чинь Ван Туан Синтез и анализ апланатической зеркально-линзовой системы с осевой симметрией // РЭ. 2024. - Т. 69. - № 6. С. 533-540.
  6. Фрадин А.З. Антенны сверхвысоких частот. М.: Сов. Радио. 1957.
  7. Венецкий А.С., Калошин В.А. Об аберрациях эйконала в осесимметричных двухзеркальных телескопических системах // РЭ. - 2016. -Т. 61.- № 4. С.327-336.
  8. Венецкий А.С., Калошин В.А. Распределение эйконала на поверхности осесимметричной диэлектрической линзы и минимизация аберраций // РЭ. 2018. -Т. 63.- № 3.- С.144-156.