Двумерная двухполяризационная диаграммообразующая схема на основе системы связанных двухмодовых металлических волноводов

Abstract

Two-dimensional dual-polarized beam-forming network based on a system of coupled dual-mode metal waveguides of square cross section is considered. Beam-forming network may be used as a feeding device of a multi-beam mirror or lens antenna. A problem of excitation of system of coupled waveguides by eigen mode of a waveguide is solved in frame of approximate theory of coupled waves. An expression describing distribution of amplitudes of eigen modes at outputs of coupled waveguides is obtained. Structure of a block of phase shifters correcting phase distribution in output aperture of the beam-forming network is discussed. A problem of radiation from beam-forming network is solved with help of physical optics approach. Dependences of shape of radiation pattern on parameters of the network and frequency are investigated. It is shown that the analyzed device may form in free space a system of beams with sector type radiation patterns for waves with two orthogonal linear polarizations.

• multibeam antenna
• coupled waveguides
• dual-mode metal waveguides

Аннотация (на русском)

Двумерная двухполяризационная диаграммообразующая схема на основе системы связанных двухмодовых металлических волноводов

Рассматривается двумерная двухполяризационная диаграммобразующая схема на основе связанных двухмодовых металлических волноводов квадратного сечения. Диаграммобразующая схема предназначена для использования в качестве облучателя многолучевой зеркальной или линзовой антенны. В рамках приближенной теории связанных волн решена задача о возбуждении двумерной системы связанных двухмодовых волноводов собственными волнами одного из волноводов. Получено выражение для распределения амплитуд волн на выходах связанных волноводов. Обсуждается структура блока фазосдвигателей, корректирующих фазовое распределение в выходной апертуре диаграммобразующей схемы. В приближении физической оптики решена задача об излучении из диаграммобразующей схемы при возбуждении одного из ее входов. Исследуется зависимость формы диаграммы направленности излучения от параметров схемы и частоты. Показано, что анализируемое устройство может создавать систему лучей с диаграммами направленности, близкими с секторным для волн двух ортогональных линейных поляризаций.

For citation

References

1. Вендик О.Г. Антенны с немеханическим движением луча. М.: Сов. Радио. 1965.
2. Bankov S.E., Bugrova T.I. // Microwave and Optical Technology Letters, 1993. V. 6. P. 782.
3. Банков С.Е. // Радиотехника и электроника. 2009. Т. 54. №7. С. 796.
4. Банков С.Е. // Радиотехника и электроника. 2009. Т. 54. №10. С. 1157.
5. Банков С.Е., Калошин В.А, Фролова Е.В. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2009. №3. URL: http://jre.cplire.ru/jre/mar09/1/text.html.
6. Банков С.Е., Грачев Г.Г., Дупленкова М.Д. Одномерные двухполяризационные диаграммообразующие схемы на связанных металлических волноводах // Радиотехника и электроника. 2012. Т. 57. №6. С. 613-623.
7. Банков С.Е., Грачев Г.Г., Дупленкова М.Д. Собственные волны двумерно-периодической системы связанных двухмодовых металлических волноводов // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2011. №11. URL: http://jre.cplire.ru/jre/nov11/13/text.html.
8. Марков Г.Т, Чаплин А.Ф. Возбуждение электромагнитных волн. М.: Энергия, 1967.