CC BY
107
Техтка ma npucmpof HB 4 dianasony. Антенна техшка
гу близько 10% по piBHro -20 дБ, 27 % по р1вню -15 дБ та бшыне 40% по р!вню -10 дБ. Втрати, включаючи в1др1зок мжросмужково1 ятп довжиною 40 мм мiж переходами, не перевищуе 0.8 дБ.
Представлено конструкцдо малогабаритного переходу з прямокутного хвилеводу на МСЛ в штегральному виконанш. Перех1д мае розм1ри близько одше'1 восьмоУ довжини хвил1 (що майже на 40% менше, шж роззшри переход1в в!домих конструкцш), забезпечуе широку смуту робочих частот та малз втрати, мае просту тополопю та технологию виготовлення.
Лггература
1. Heuven J Л. A New Integrated Waveguide-Microstrip Transition. ШЕЕ Trans. MTT,
vol. 24, No. 3, Mar.1976, pp. 144-147.
2. Begemann G. An X-Band Balanced Fin-Line Mixer. IEEE Trans. MTT, vol, 26, No.
12, Dec. 1978, pp. 1007-1011.
3. Greda, L., Pregla, R.: Efficient Analysis of Waveguide-to-Microstrip and Waveguide-
to-Coplanar Line Transitions. IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, 2001, vol. 2, pp. 1241-1244.
4. Kaneda Y., Itoh T. A broad-band microstrip-towaveguide transition using quasi-Yagi
antenna/ЯЕЕЕ Trans. MTT., v. 4, Dec. 1999, pp. 2562-2567,.
5. Boro M. Novel MIC/MMLC Compatible Microstrip to Waveguide Transition for X
Band without a BalimZ/Mikrotalasna revija, Microwave review, pp. 16-18, Jun. 2007.
Ключов1 слова: перехщ з хвилеводу на мшросмужкову линю, шкросмужковий штег-ралъний перехщ
Ежов А.В., Омеляненко М.Ю., Правда В.И. Малогабаритный переход от прямоугольного волновода к микрополосковой линии Представлена новая конструкция малогабаритного интегрального перехода от прямоугольного волновода к микрополосковой линии. Приведены теоретические и экспериментальные характеристики Ezov A.V., Omeljanenko M.J., Pravda V.I. Small-sized transition from rectangular waveguide to a microstrip line The novel design of small-sized integrated transition from rectangular waveguide to a microstrip line is submitted. The theoretical and experimental characteristics are given
УДК621.396.67
АНАШЗ АНТЕНИ BIB АЛЬ Д1 ТА МАЛОЕЛЕМЕНТНИХ АНТЕННИХ РЕППТОК НА IX OCHOBI
Дубровка Ф. Ф., Сушко О. Ю.
Подано результаты дослгдження характеристик узгоджешя та випромтювання антени Швалъдг та малоелементних фазованих аптенних решжок на гх основ!.
Вступ
Широкосмугов! антени г фазоваш антенн! регштки (ФАР) € одним 1з найважливших функцюнальних блошв р1зних радютехшчних систем, I на сьогодн1шнш день потреба в таких антенах зростае (наприклад, у безпровь дних шформацшних мережах, радю- та вщеолокацп, ультраширокосмуго-вих радарах). У зв'язку з цим значний 1нтерес представляе досл]дження характеристик випромтювання та узгодження р1зних тишв таких антен, зок-рема антен В1вальд1 та ФАР на IX основ!.
72 Вкник Нацюнального техшчного ушверситету Украши ,ГКПГГ
Серы - РаЫотехшка. Радшапаратобудування.-2008.-№36
Техтка ma npucmpoi НВЧ диапазону. Антенна техтка
Результаты дослщжень
Д1апазонш властивост1 будь-яко! антени описуються характеристикою випромшювання та характеристикою узгодження. Досл1дження розпочнемо з окремо!' антени Bi-вальд1, тополопя та розм1ри (в сантиметрах) яко!' показан! на рис. 1. Антена, як видно, е ль ншно поляризований випромь нювач. Але за допомогою ком-бшацп з двох, ортогонально розшщених антен та вцщовщно-го ix фазування, можна отрима-ти сигнали право! та jiiboi колово! Рис. 1.
поляризащ!, а також довшьно1 елштичноь Максимальне випромшювання досягаеться узгодженням розкриву з вшьним простором, а також мшро-смужково! лхни (МСЛ) живлення з розкривом. Конструкцк MCJI вибрана так, щоб узгодити й з антеною.
Проведемо спочатку доопдження антени, збуджуючи и не МСЛ, а точ-ковим джерелом напруги, розмпценим у найвужчш дшяшц розкриву антени, р1вному 1 мм. Це зроблено для подальшого анал!зу спотворень, що вносить МСЛ. Дослхдження проведено в пакет1 програм CST Microwave Studio 5, що базуеться на метод! FDTD. Результата зведено в табл. 1.
Таблиця 1
парамГ^\ 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
О^дБ - 2.3 3.2 3.6 4.4 5.4 5.9 63 7 7.5 7.8 8.2 8.7 9
ес,5нлрад - 132 146 149 116 115 119 117 103 101 102 99 92 87
во/, град 93 102 142 86 72 75 77 61 57 57 54 48 46
На рис.2 представлено д!аграми спрямованост1 (ДС) антени на частотах 5, 6 та 18 ГГц^
Рис. 2
Вкник Национального техтчного утверситету Украгни "КП1" 73 Сергя - Padioтехтка. Радюапаратобудування.-2008.-№36
Техтка та пристро! НВЧ Ыапазону\ Антенна техтка
Рис. 3
с1 17
Видно, що на частот! 5 ГГц (— = — = 0.283, де X - довжина хеши, с1 -
X 6
ширина апертури антени) максимум ДС вдашлений на 90° по в1дношенню до максимуму ДС на шших частотах. Це можна пояснити тим, що на зазначенш низькш частот! антена дан их розм1р1в поводиться як два вертикально розташована дипол!, що випромхню-ють в горизонтально площиш. На частот! 6 ГГц форма ДС вщповцще ДС щшинно!' антени. На частот! 18 ГГц спостер!гаеться звуження ДС в обох площинах майже вдв1ч! та збшыыення коеф1ц!ента шдсилення на 6 дБ (див. табл.1), Ефект вщхилення максимуму ДС на низьких частотах можна зменшити за раху-нок розширення металево!' частини антени (рис.3), Розширивши металеву частину до 4 см, знижуемо частоту переходу до ДС, характерно!' для диполя, до частота 2,5 ГГц.
Тепер проведемо дошпдження характеристик випром!нювання та узгодження антени В1вальд!, що збуджуеться реальною МСЛ (рис.4). Розраховаш коеф!ц!енти п!дсилення та ширини ДС в площинах Е та Н наведен! в таблиц! 2. Рис. 4
Таблиця 2
м
парамГ^\ 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
дБ - 2.4 3.6 3.8 4.7 5.7 6 6.1 6.9 7,6 7.6 - -
80.5Н,град - 144 148 144 123 115 117 114 104 97 90 - - -
00.5Е5град - ИЗ 99 119 108 74 77 78 66 59 52 - - -
На частотах 16..Л 8 ГГц характеристики випромь нювання антени спотво-реш значним впливом МСЛ збудження, тому результата на цих частотах в табл.2 не наведен!. Частотна залежшсть КСХН досл!джувано1 антени з вибраним МЛС збуджен-ням показана на рис.5.
А 1 \
.................. У / \ ~............~
1 1........./. . „ >ч / V/ / ч V
^ V
Ртечиггс/ / ЭН2
Рис, 5,
74 В к ник Нацюнального техмчного утеерситету Укрални "КП1"
Серш - Радготехтка. Радюапаратобудування.-2008.-№36
ТехнЫа та пристрогНВЧ диапазону. Антенна техшка
На рис.6 схематично зображено структуру Е-поля хвиш Т мЬсросмуж-ково1 л!ш1, використано!' для збудження антени В1вальд1.
Подалыш дослщження зосередимо на широкосмугових (частотне перекриття 3:1) АР з антен В1вальд! з м!желементною в!дстанню, р!вною половит довжини хвилх на верхнш частота В такш АР вщстань м!ж елементами на нижнш частот! буде р!вною шостш частши довжини хвил1. На нижшх частотах слщ очшуваги сильну взаемод1ю м1ж елементами АР Рис. 6
та и вплив на характеристики АР. В наступних розрахунках АР 1з 2-х, 4-х та 5-и елеменив м1желементну в!дстань будемо брати р1вною половши довжини хвшп на верхнш частот!.
_Таблиця 3
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
К-сть ел ем.
1 - 2.39 3.61 3.8 4.65 5.7 5.92 6.01 6.9 7.56 7.58 - -
2 2.1 3.66 4.67 5.14 6.04 7 7.34 7.72 8.47 8.93 9.22 8.9 - -
4 3.86 5.55 6.73 7.37 8.35 9.4 9.94 10.5 11.2 11.8 12.3 12.4 - -
Результаты розрахушав коефпценив шдсилення окремо!' антени В1ва-льд1 та АР !з 2-х та 4-х елеменив, розташованих у //-плотин!, зведено в табл.3, з яко1 видно, що за рахунок сильного зв'язку м1ж елементами з61-льшення елеменив АР вдв1ч! не призводить до збшынення коефпцента тдсилення на 3 дБ, \ лише на верхн!х частотах р!зниця в коефицентах шд-силення АР наближаеться до 3 дБ. В табл.4 наведена шформац1я щодо ДС при збшыпенш юлькост! елеменив в площши И на частот! 11ГГц.
Ведомо використання Таблиця 4
фазованих антенних рени-ток (ФАР) в радарах для сканування простору. Доел ¿димо можливоси сканування 5-елементно1 ФАР !з живленням кожного елемента В!вальд! (рисЛ) окремою мжросмужкою (рис.4). Результата роз-рахунк!в характеристик випром!нювання такоУ ФАР при зеув! фаз м1ж елементами 90° зведен! в табл.5.
__Таблиця 5
Кллыасть елеменг1в АР 1 2 4
Ширина ДС в плонщш Н, 116.6 82.6 41.5
.ДГц 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Дфдрад. 44 47 49 48 45 47 48 47 46 47 46- 46 - -
ОдБ 5.6 72 82 9 ЮЛ 10.9 11.5 12.1 12.7 13.1 13.4 12.7 - -
Ршень б1чних пелюс-гок,м!нусдБ 14 9.1 7.1 7 11.4 123 11.6 И 11.5 12.2 10.7 9.5 - -
Ширина ДС, град. 72 60.3 60 55.8 43.6 39.6 39.1 35.5 30.8 28.6 26.5 25.8 - -
В табл.5 параметр Дф - кут сканування АР. 1з табл.5 випливае, що кут
В'юник Национального техшчного утверситету У крат и "КП1" 75 СерЫ - Радютехтка. Радюапаратобудування*-2008.-№36
Техтка та npucmpoiНВЧдиапазону. Антенна техтка
сканування АР i3 елеменпв В1вальд1 слабо залежить в1д частоти i при-близно дор!внюе 45° в усьому доапазош частот. Спостер1гаеться лгшйна залежшсть зшщення ДС вщ зсуву фаз м1ж елементами. На рис. 7 показана ДС 5-елементно1 ФАР на частой 11 ГГц при зсув! фаз м1ж елементами 90°. Саме при зсув1 фаз 90° спостериаеться максимальне вщхилення ДС. При подальшому збшыненш зсуву фаз мЬк елементами АР пщвищуеться р1вень б1чних пелюсток. Рис. 7.
Висновки
В результат! проведених досл!джень антени В1вальд1. АР i ФАР на и основ! показана можлив!сть побудови широкосмугових ФАР (з частотним перекриттям 3:1) 1з широким кутом сканування (45°). Досягнут! параметри не е гранично можливими, вони можуть бути покращенн! за рахунок опти-м!заци узгодження збуджувально! МСЛ з антеною та розкриву антени з Bi-льним простором. 3 метою збшыпення перекриття по д!апазону частот по-дальш1 дослщження сл!д зосередити на облает! нижшх частот.
Ллтерагури
1. Parameter Study and Design of Wide-Band Wide-scan Dual-Polarized Tapered Slot Antenna Arrays. IEEE Transaction on Antennas and Propagation, 2000;
2. Manual for CST Microwave Studio._
Ключо1И слова: антена, антенна решшеа, антенна Бгвальда
Цубровка Ф.Ф., Сушко А.Ю. Анализ антенны Вивальди и малоэлементных антенных решеток на их основе Представлены результаты исследования характеристик согласования и излучения антенны Вивальди и малоэлементных фазировашшых антенних решеток на их основании. Dubrovka F.F., Sushko F.J. Analysis Vivaldi's antenna and of a small elements antenna array on their base Results of investigation of radiation and matching characteristics of the Vivaldi antenna and a few-element phased array antenna based on it are presented.
УДК 621.382
АНАЛ13 ТЕПЛОВОГО РЕЖИМУ ЛАВИННО-ПРОШТНИХ ДЮД1В В ГЕНЕРАТОРАХ МШМЕТРОВОГО ДШТАЗОНУ ДОВЖИН ХВИЛЬ ЩО ГТРАЦЮЮТЬ В1МПУЛЬСНОМУ РЕЖИМ
Гуцул А,В., Зоренко О.В.
Розглянуто вплив конструктивных особливостей генератора та режиму живлення на тепловий режим активног облает?" дюда. Показано, що при задашй вхгднт потуж-ностг визначалъними факторами е тривалгеть шпулъсу струму живлення дюда та теплоег параметри шар1в, найближчих до активно/ область
Вступ. Постановка задач!
Генератори на кремшевих лавинно-пролгтних дюдах (ЛДД), що пра-
76 Вкник Нащонального техтчного утеерситету Украти "КП1"
Сергя - Padioтехтка, Радюапаратобудування.-2008.-№36
