Статьи автора

Исследование характеристик EBG-волновода в электромагнитном кристалле с емкостными цилиндрами

Номер выпуска 1 от 01.01.2023

Рассмотрены EBG-волноводы, образованные в двумерно-периодической решетке емкостных металлических цилиндров, расположенных между двумя металлическими экранами. Цилиндры имеют зазор между одним из торцов и экраном. Показано, что нижние критические частоты таких волноводов смещаются вверх в сравнении с соответствующим волноводом в решетке сплошных цилиндров, что обусловлено возможностью распространения в решетке замедленных волн в первой зоне ее прозрачности. Критические частоты волн во второй зоне прозрачности емкостной решетки лежат ниже, чем в решетке сплошных цилиндров. Исследованы зависимости дисперсионных диаграмм и величины затухания основной волны от величины зазора. Показано, что в большей части рабочего диапазона дисперсионные кривые и характеристики затухания практически такие же, как у волновода без зазоров в стенках. Решена задача возбуждения EBG-волновода в емкостной решетке стандартным металлическим волноводом и рассчитан уровень их согласования в полосе частот в зависимости от величины зазора. Определена рабочая полоса EBG-волновода для разных периодов решетки с учетом требуемого уровня согласования и ограничения сверху высшим типом волны металлического волновода. Показано, что ее максимальное значение достигается при определенном периоде в зависимости от величины зазора.

66 0

Моделирование и экспериментальное исследование линейной бифокальной антенной решетки

Номер выпуска 1 от 01.01.2023

Рассмотрена сфокусированная в зоне Френеля бифокальная линейная решетка вытекающей волны. Параметры структуры обеспечивают идеальную фокусировку поля в двух точках, соответствующих двум разным частотам. В рамках приближенной теории антенных решеток проведен анализ бифокальной решетки, исследованы форма дуги частотного сканирования и распределение поля в фокальном пятне. Для полосковой решетки с щелевыми излучателями выполнено электродинамическое моделирование. Представлены параметры рассеяния решетки и ее характеристики излучения. Обсуждаются особенности конструкции полосковой антенны, обеспечивающие уменьшение влияния эффекта нормали. Приведены результаты экспериментального исследования полосковой бифокальной решетки. Показана возможность реализации симметричной дуги сканирования и достижения низкого уровня оптических аберраций.

73 0

Электродинамическое моделирование двухслойной линзы Моргана на основе связанных плоских волноводов

Номер выпуска 2 от 01.02.2023

Исследована многолучевая антенна на основе двухслойной линзы Моргана в виде связанных через частопериодическую решетку плоских волноводов. Рассмотрены вопросы синтеза линзы. Построена аналитическая модель связанных плоских волноводов, использующая эквивалентные граничные условия, которая верифицирована путем электродинамического моделирования в системе HFSS. Предложена приближенная электродинамическая модель антенны, основанная на представлении электромагнитного поля в структуре в виде радиальных волн связанных плоских волноводов основного типа. Показано, что в двухслойной линзе существенно ослаблен эффект ее затенения облучателями, что позволяет сформировать систему лучей с веерными диаграммами направленности, обеспечивающую обзор пространства в секторе азимутальных углов 360°. Продемонстрирована возможность формирования узких лучей с низким уровнем бокового и заднего излучения.

68 0

Микрополосковая диаграммобразующая схема для формирования секторной диаграммы направленности элемента линейной решетки

Номер выпуска 9 от 01.09.2023

Рассмотрена микрополосковая диаграммообразующая схема, предназначенная для формирования секторной диаграммы направленности линейной антенной решетки. Предложен приближенный метод синтеза устройства, включающий анализ бесконечной периодической системы связанных микрополосковых линий. По найденным обобщенным параметрам структуры выбраны конструктивные параметры схемы. Проведен в системе HFSS ее электродинамический анализ, рассчитано в полосе частот формируемое в выходных каналах амплитудно-фазовое распределение. Разработан, изготовлен и экспериментально исследован образец устройства, обеспечивающий в полосе частот до 80% формирование требуемого амплитудно-фазового распределения. На основе полученных экспериментальных данных в системе HFSS проведено моделирование диаграммообразующей схемы с линейной решеткой рупоров и показано, что элементы такой решетки имеют диаграммы направленности близкие к прямоугольным.

68 0

Трансформация электромагнитных полей в сверхширокополосных антенных решетках

Номер выпуска 3 от 29.12.2025

Рассмотрены бесконечные сверхширокополосные решетки ТЕМ-рупоров и антенн Вивальди. На первом этапе была использована модель решетки в режиме квазипериодического возбуждения в виде канала Флоке, которая реализована в системе электродинамического моделирования HFSS. На втором этапе по рассчитанной матрице рассеяния канала Флоке определены параметры решетки в режиме кластерного возбуждения, в том числе распределение части полного поля — поля излучения в апертуре решетки. Проанализированы два кластера: конечные по одной координате и бесконечные по другой. Исследовано влияние на форму амплитудного распределения поля излучения в апертуре таких факторов, как размер кластера, частота, амплитудное распределение возбуждающих волн, сканирование в секторе углов. Показано, что распределение поля в излучающей апертуре может существенно отличаться от распределения возбуждающих волн на входах излучателей решетки. Предложено объяснение данного эффекта, основанное на представлении поля в решетке в виде суперпозиции ее собственных волн.

90 0

Математическая модель сигнала радиолокатора на основе антенной решетки с двумерным частотным сканированием

Номер выпуска 5 от 29.12.2025

Рассмотрена антенная решетка с последовательным возбуждением и ее применение в составе радиолокатора с линейной частотной модуляцией. Представлен анализ решетки, состоящей из N_a параллельных одномерных подрешеток с последовательным возбуждением, образующих двумерную излучающую решетку и волноводов связи, соединяющих через волноводные повороты на 180° выход n-й подрешетки со входом n+1 подрешетки. Предложена приближенная модель антенны, позволяющая определить ее основные технические характеристики. С помощью разработанной модели исследованы временные характеристики сигнала на выходе сверхвысокочастотного блока гомодинного радиолокатора с линейной частотной модуляцией. Проанализированы зависимости показателей качества решетки от параметров рассеяния элементарных излучателей и волноводных поворотов на 180°, сформулированы предъявляемые к ним технические требования. Показано, что рассматриваемый радиолокатор обеспечивает сканирование в секторе азимутальных углов ±40° и ±10° по углу места при девиации частоты в полосе 2 ГГц.

71 0

Межслойный переход для EBG-волновода, интегрированный с делителем мощности на два канала

Номер выпуска 5 от 29.12.2025

Исследован межслойный переход для трехрядных EBG-волноводов, интегрированный с двухканальным делителем мощности. Показано, что без дополнительного согласования такие переходы являются сравнительно узкополосными по коэффициенту отражения в полосе частот 8…12 ГГц. Для расширения полосы согласования предложен модифицированный переход с дополнительными согласующими стержнями в обоих волноводных каналах на слое делителя мощности. С помощью численного анализа установлено, что за счет этого в исследуемой полосе частот удается получить симметричную кривую согласования с двумя достаточно разнесенными по частоте минимумами и с уровнем согласования не хуже –20 дБ в центральной части диапазона. Показано, что в структуре с согласующими стержнями рабочая полоса частот перехода по коэффициенту отражения значительно расширяется в сравнении с исходной структурой.

73 0

Бипериодическая линейная решетка

Номер выпуска 7 от 01.07.2024

Рассмотрена антенна с последовательным питанием, которая содержит две совмещенные линейные решетки (линейки) элементарных резонансных излучателей, расположенные в общей апертуре. Показано, что такая антенна может работать как в двухдиапазонном режиме, так и в режиме с одним расширенным диапазоном частот. Установлено, что в двухдиапазонном режиме антенна имеет максимальное усиление в заданном направлении в двух отдельных полосах частот, при сближении которых образуется один общий расширенный частотный диапазон. В рамках приближенной модели предложена процедура синтеза антенны. С помощью системы HFSS исследуются несколько вариантов волноводно-щелевой решетки, содержащей две линейки продольных щелей. Численное моделирование подтверждает результаты приближенной теории. Показано, что предлагаемая решетка может работать в обоих указанных режимах, что значительно расширяет функциональные возможности антенн данного типа.

73 0