CC BY
2
Visnyk N'l'UU KP1 Seriia Radiolekhnika tiadioaparatobuduuannia, "2023, Iss. 91, pp. 5—11
УДК 621.396.677.85
Лшза Ротмана Ки-д1апазону \з 4-ма вихщними
портами
Мельник Т. И., Сушки О. Ю.
Нацншалышй тохшчшш ушворситот Укра'ши "Кшвський иолггохшчций шститут ¡Moiii 1горя СЛкорського", м. Ки'ш, Укра'ша
E-mail: laraemcdnukl 7&gmaU. com. o.y.euehko&gmaiL com
Розгляпута лшза Ротмапа Ки-д1апазопу. яка використовуеться для живлеппя аптешю! системи з метою формування багатопроменево! д!аграми спрямованост!. Узгодження лшзи за параметром Sn досягае < -10 дБ у робочому д!апазош частот. Для отримано! геометр!! лшзи кут сканування антенн, що мае чотири лш!йш реплтки на частот! 11.7ГГц становить -20° .. . +20° за теоретичними даними та -25° ... +25° в!дпов1дно до даних вим!рювань. Провал м!ж суадшми пелюстками д!аграми спрямова-пост! не перевищуе 10дБ1 при шдсилепш 19 дБ. В1дстапь м!ж елемептами ретштки стаповить 10 мм. Вх1дпий onip порт!в стаповить 50 Ом. Теоретичпий апал!з та електродипам1чпе моделюваш1я складових aiiTemi впкопапо з впкорпстаппям повпохвпльового методу скшчешшх р1зппць в часовш облает!. Прототип реплтки аптепи виготовлепий па д!електрпчнш шдкладгц FR-4 з розм!рами 51 х 46 мм та товщипою д!електрика 500 мкм i м1дпо1 метал!зацп 35 мкм. Це забезпечуе можлшметь пасивпого сканування простору в д!апазош ±20°. Отримано д!аграму спрямованоста та характеристики коефкценту стоячо1 хвил! (КСХ) аптешю! ретштки при збуджепш першого порта за допомогою спектроапал!за-тора та векторного апал!затора ил. Проведено пор1впялышй апал!з результате електродипам1чпого моделюваш1я та експерпмепту. Надаш результати моделюваппя характеристик вииромшюваппя та узгоджеппя. як! як1спо узгоджуються 1з дапими експерпмепту. Розроблепу аптеппу систему можпа використати у вузькосмугових системах передач! дапих Ки-д1апазопу частот.
Клюноог слова: лшза Ротмапа: аптеппа система: багатопромепева д!аграма спрямовапост!
DOI: 10.20535/RADAP.2023.91.5-11
Вступ
Липа Ротмана (надал1 лшза) використовуеться у багатопроменевих системах завдяки свсмй простота та ефективност сканування простору декшькома променями одночасно. Структура лшзи дозволяе радкшокащйним системам одночасно отримувати шформащю про цЫ у кшькох напрямках без меха-шчного повороту антени та без фазозсувач1в, тому 11 часто застосовують в радкшокащйних системах.
Лшза це дешевий вар1ант утворення променя. який самоспйно исремикаеться без допомоги фа-зообертач1в, яш с досить дорогь За допомогою лшзи Ротмапа можпа вщетежувати декшька об'ектв одночасно. кожна антена. яка шд'еднана до виходу лшзи, може викоиувати ирийом-передачу даних.
Для проектування лшзи Ротмана застосовую-ться р1зш шдходи роатзащь В стати [1] описано хвилеввдну структуру лшзи Ротмапа. Конструкция лшзи вмщае в соб113 вхщних та 12 вихадних иортв, шнп порти фштивш 1з вщиоввдним иаваитажеииям. Використовуеться шдкладка ИГ-бОТС змеишеиия габаритв коиструкщ!. Максимально шдсилення в далыий зош становить 23.2 дБ при цьому втратн
становлять 2.5 дБ в межах облает сканування ±40° та 3.4 дБ в облает сканування ±50
У робот [2] викладено проект мереж1 живлен-ня на основ1 хвиловодов на вшцих типах хвиль для широкосмугових радар1в та систем радюрозвщки. У структур! лшзи ирисутш три вхадних та вихвдних порти. В доапазош частот ввд 7 до 10 ГГц коефщент ввдбиття переважно нижчий -10 дБ.
У статт [3] представлено хвилевщ штегрований в шдкладщ (БИ¥) на основ1 доолоктричнем шдклад-кп Rodgel's 5880. Прототип системи мае в соб1 лшзу Ротмапа 1з семи вхвдних, дев'яти вихадних та восьми фштивних иортв 1з иаваитажеииям 50 Ом. Змоде-
льоваш результати на частот! 10 ГГц домонструють
° ± ° ± ° ± °
В шнпй робот1 [4] було розроблено хвиловадну структуру лшзи, яка приймае сигнал з одного на-прямку 1 автоматично його иередае назад в тому ж напрямку без руху лшзи. Розроблена така структура для супутникового зв'язку 50.
За допомогою докшькох лшз можпа досягнути формування промошв, яш в тривим1рному просто-р1 можуть виявляти щль 1з роздшьною здатшетю 2.5 см на вадсташ 12.5 м [5]. Створено ронптку 1з десяти малих руиорних антен, як1 стоять в ряд, до
6
Молышк T. il., Сушко О. Ю.
яких у кожей 13 семи роз емш шд еднуються лшзи Ротмана. Робоча смуга частот системи 34 40 ГГц.
В стати [6] представлено анаттичну модель дизайну лшзи Ротмана з точним анатзом зворотних втрат иортав та ïx фазових центр1в в надширокосму-говому доапазош ввд 3.1 ГГц до 10.6 ГГц.
У статта [7] описуеться розроблена лшза. яка працюе на централыий частот! 5 ГГц. Конструкцш лшзи Ротмана складасться з семи вхщних та восьми вихвдних иортав на ociiobî матор1алу Dupont 951. Кут сканування лшзи становить 64°.
Система 5G у стати [8] використовуе спрямовану передачу на частотах мшметрових хвиль. Завдяки конструкций лшзи Ротмана. яка сконструйована на
частотах в1д 25 до 31 ГГц. отримано максимальну
°
ном. що може створювати 7 керованих промошв з
°
°
досягае шдсилоння понад 11 дБ1 у всьому д1аиазо-ni частот, а на централышх частотах шдсилоння може досягати до 20дБь Систему розроблено на д1електричшй шдкладщ RT Duroid 5880.
У статта [9] розроблена комбшована багатоиро-менева антенна система на ociiobî антенн 1Ивальдь Jliii3a розроблена для формування семи промошв шд кутами 0% ±10% ±0° i ±30яка ирацюе на частота 16 ГГц i смуз1 частот 1 ГГц.
Варткть лшзи в основному визначаеться варта-стю дгслоктричнеи шдкладки. що також визначас втрати Biieceiii лшзою. OciiOBiii переваги таких лшз це ïx лопасть внготовлення. низька вартшть. мала вага i широкосмуговшть. 1з проведеного анал1зу ль тератури видно, що в основному використовуються д1електричш шдкладки i3 низкими втрами типу Rogers, особливо на частотах вище 10 ГГц.
Оскшьки лшза с структурою бЬкучси хвиль ïï po3Mipii мають бути близько кшькох довжин хвиль. щоб забезпечити належну фуикщоналыисть. Це призводить до жорстких вимог до po3Mipy лшзи Ротмана. який може визначатися вартастю та розмь ром доступно! шдкладки. Тому на нижних частотах лшзи Ротмана часто не практичш через значш га-6apiiTiii po3Mipn.
Проведений анал1з иоказус. що спектр застосува-ння лшз Ротмана широкий. У „шторатур1 в основному розглядасться окрохн вииадки pi3inix структур лшзи Ротмана. виконаних для мереж 5G та Ка-д1аиазошв частот. Кшыисть промошв здобшыного становить бшя 10. тодо як кут сканування близько 60 градусов. Обмежено висвилеиа шформащя сто-совно застосування лшз Ротмана для супутникового доапазону частот. Не представлено универсально! методики просктування таких структур. Саме тому. актуалышм с проектування лшзи Ротмана для супутникового доапазону частот 10.7-12.75 ГГц. а також деталышй розгляд шдходов до просктування антенннх систем на ociiobî лшз Ротмана.
Результати
Метою роботи е. верифшащя умов моделюван-ня лшзи на ociiobî проведеного сксперименталыгого досшджоння виготовлонсм структури aiiTeiiiioï penii-тки i3 лшзою Ротмана.
Основною особливштю aiiTeinioï репптки i3 „шизою Ротмана с незалежш npoMeni один вщ одного, яш сканують npocïip i3 вузькими доаграмами спря-MOBaHOCTi та шдсиленням 20дБь
Рис. 1. Геометр1я лшзи Ротмана
На Рис. 1 показана модель лшзи Ротмана Ки-доапазону 1з чотирма входами та виходами. що зо-бражеш вщповщно „шворуч 1 праворуч лшзи.
Для подалыпого використання обрано спроекту-вати лшзу Ротмана розраховану таким чином, щоб максималышй сектор сканування промошв досягав ±20провал мЬк сусвдшми пелюстками доаграми спрямованоста ие иеревищував 10 дБ1 при шдсилонш 19дБ.
Антона мае 4 вхщних порти/роз'еми. При збу-дженш першого. за допомогою лшзи Ротмана ство-рюеться такий розподш фаз. який вщповщае на-прямку промоня в ^20 градусов. При збуджоиш 2-го роз'ему напрямок доаграми спрямованоста (ДС) репптки вже ^5 градусов. Для 3-го 1 4-го вхадних иортав напрямки ДС вщповщно -5 1 -20 градуав. Вщповщно. якщо ми зшмаемо шформащю одно-часно 1з 4-х вхщних роз'ехпв, то отримуемо даш ввд кожного промоня 1з кожного з 4-х напрямшв нозалежно.
Для проектування використовусться дгслоктрич-на шдкладка И1-4 товщиною 0.5 мм 1з вадносною дгслоктричною ироникшетю 4.3. Розм1ри шдкладки становлять 51x46 мм. Товщина ходнем метал1защ1 становить 35 хпкрометр1в. Вщстань хпж олемонтами репптки (вихщними портами) було вибрано 10мм. Вхадшш ошр портав вибрано р1вним 50 Ом.
На Рис. 2 зображоно результати моделювання узгоджоння вхщних портав в робочому доапазош частот ввд 10.7 до 12.7 ГГц. Отримано задовшыю узгоджоння вах вхщних портав лшзи (< -10дБ),
Лшза ротмана Ки-д1апазону 1з 4-ма вихщними портами
7
при чому узгодження крайшх порт!в (1 та 4) суттево краще шж центральних порт!в (2 та 3).
Рис. 5. Фази коефщ!ент1в передач! при збудженш з другого порта
Рис. 2. Результат моделювання узгодження вхщних порт!в лшзи Ротмана
При подач! сигналу на перший порт фазов! зсу-вп м!ж вихщними портами приблизно р!вш - 90 градус!в на частот! 11.7ГГц (Рис. 3, Рис. 4).
Тобто м!ж 5 та б портами 101.5°, м!ж б та 7 портами 85.6°, м!ж 7 та Сортами 89.1°. Дат зсуви фаз забезпечують сканування простору в д1аназош 40 градус!в.
Рис. 6. Р1знищ фаз при збудженш з другого порта
Антенами на виходах лшзи Ротмана слугують регштки на основ! смужкових елемент!в (Рис. 7).
Рис. 3. Фази коеф!щент1в передач! при збудженш з першого порта
Рис. 7. Резонансна лшшна. регштка. 1з в!сьмома патч-елементами
Патч-елементн з'еднан! м!ж собою смужковою л!шею 13 опором 50 Ом. Робоча частота 11.7 ГГц. Ошр порту становить 50 Ом.
Ширини патч!в:
Рис. 4. Р1знищ фаз при збудженш з першого порта
При подач! сигналу на другий порт р!зниця фаз м!ж п'ятим та шостим портом становить 42 градуси, м!ж шостим та сьомим портом - 24.3 градуси, м!ж сьомим та восьмим портом - 16 градус!в (Рис. 5, Рис. 6).
1 - 3.27 мм 3 - 6.45 мм 5 - 7.58 мм 7 — 4.66 мм
2 - 4.66 мм 4 - 7.58 мм 6 - 6.45 мм 8 — 3.27 мм
Розрахована спрямовашсть антени на частот! 11.7 ГГц становить 14.8 дБ1, а ширина головного пе-люстка по р!вню -ЗдБ - 77.6 градуйв у Н-плогциш, та 15.8 градуйв у Е-плогциш (Рис. 8, Рис. 9).
8
Молышк Т. И., Сушко О. Ю.
Рис. 8. Д1аграма спрямованосп в Н плопщш
-180-160-140-120-100-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Рис. 9. Д1аграма спрямованосп в Е площиш
Розраховано вщстань м1ж лйпйними ронптками. яка piBiia половиш довжини хвиль
На Рис. 10 зображоно чотири jriiiiitiii структури. яш розносош на розраховану вщстань 12.8 мм.
m 10
"С
л
0
:::::: :::: ::: ::: :::: ::: - :: ::: :::: ::: ::: :::
;;;;;; iii ii iii iii ii ii iii! ii ii iii
:::::: :::: :: ■.им . . .: . . .... .. i• i; :i;
;;;;;; iii ii Hi iii ii ■ if*-:!:: i ii iii ii ii iii
iiiiii iii ii :::: :НЦ: •ib-iii! iii iii! ii ii iii
:::::: :i: i: / : i; : \ i: :i:
:::::: iii ii / 1 ii i:: : 1 \
: ::: :::: :: :: : : |: :: :::: ::::.'
:::!:::' :::: ::: iii iii: : : : ii :! н :::: :::: ::: ii :ii: ii :::: V:: r:
-180-160-140-120-100-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Рис. 11. Д1аграма спрямованосп ронптки i3 чоти-рьох лйпйних структур в Н площиш
Рис. 12. Д1аграма сирямованосп ронптки i3 чоти-рьох лпшпшх структур в Е площиш
Рис. 10. Чотири лйпйних ронптки i3 8-ми смужкових оломенпв
Д1аграми спрямованосп ронптки зображош на Рис. И 13.
20
Рис. 13. 3D доаграма сирямованост1 ронптки i3 чо-тирьох лпшпшх структур
За рахунок збшыноння кшькосп до чотнрьох лйпйних ронпток доаграма спрямованосп звужус-ться. а ширина головно! полюстки пе> piBino -ЗдБ у Н-площиш стаие)вить 19.8 градусов, у Е-площиш 17 градусов, шдсилония 20.1дБй
Змппоючи напрям головно! полюстки за допе>-могеио лшзи Ротмана. яка слугус пасивним фазе>-обортачом. мевкна скануватп проспр.
На Рис. 14. Рис. 15 зображош вщхилоння доагра-ми спрямованосп з фазежими зеувами на aiiTOiniifi ронптщ. яш зняп i3 вихщних порпв лшзи.
20
m io ■о
■о
0
а с
О ,
ffli Bllffl at ffl / \ ffll ffll ffllffl ffll
- / \ ffilffllffllffilffll Ш
шш ШГ \ I II 1 1 / \ таг
a ¡hi pi / v SI 1 / \ HI HI
7 p I'S* pi 1 \
-/ \ / ffl ffll ffl ffi HI gp ffll
-180-160-140-120-100-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Рис. 14. Д1аграма спрямованосп i3 чотирьох Jiiniit-них смужкових ронптеж в Н площиш i3 вщхилои-ням головного полюстка на -21 градус
Лшза. ротмана Ки-д1апазону ¡з 4-ма вихщними портами
9
Рис. 15. Д1аграма спрямованоста гз чотирьох лшш-них смужкових реппток в Н площит гз вщхилен-ням головного пелюстка -6 градуав
Для з'еднання даних структур спроектовано мь кросмужковий перехщ (Рис. 16), де кожна м 1 кроем уж ка вносить однаковий фазовий пабп хвшп, що можна спостерггати на Рис. 17. Габариты переходу становлять 60x30 мм. Центральт мнфосмужклм переходи спроектовано синусопод1бно, за рахунок такоТ форми досягаеться стаб1л ыйсть зсув1в фаз лш-зп, при цьому не збшыпуються габариты переходу. Крайш вхщт та вихщш мжросмужков1 переходи роз песо п 1 на вщеташ вихщних портав лшз и Ротмана та вхщиих портав антенноТ регштки вщповщно.
Рис. 16. Мжросмужковий перехщ м!ж лшзою Ротмана та антенною ре ниткою
о
9 и
10.5 11 11.5 12 12.5 13
Ргеяиепсу / СНг — 55.1 56,2
Рис. 17. РЬшщм фаз м!ж портами мжросмужкового переходу
На Рис. 18 зображено модель лшзи Ротмана та антенноТ регштки з'едианпх за допомогою мжро-смужкового переходу.
Рис. 18. Модель лшзи Ротмана та антенноТ репптки 1з чотирьох лшшних смужкових елементав
Габаритш розкпри даноТ антенн становлять:
• Довжина - 200 мм;
• Ширина - 80 мм;
• Товщина - 0.57 мм.
На Рис. 19-20 зображено вщхиления головного пелюстка д1аграми спрямованоста в Н-плогциш на 20 та 6 градус!и при збуджешп першого та другого порта вщповщно.
Рис. 19. Д1аграма спрямованоста при збудженш першого порту лшзи Ротмана
Рис. 20. Д1аграма спрямованоста при збуджешп другого порту лшзи Ротмана
Д1аграм и спрямованоста при 'збуджешп 3-го та 4-го портав дзеркальш вщносно головного напрямку пор1вняно 1з ДС на Рис. 19-20.
Згщно з даними моделювання виготовлено прототип даноТ антенн (Рис. 21). Перед проведениям вшшрювань, наприклад, першого порта потр1био узгодити во. шип входи антени на 50 Ом. Для цього на перший вхщний порт проведено монтаж 8МА роз'ему, а на шив порти узгоджене навантаження 13 резистор1в 0201 (Рис. 22, Рис. 23).
10
Мельник Т. Й., Сушко О. Ю.
ксх
—Змодельована —Вим1ряна
Рис. 21. Виготовлений прототип антенно! репптки на основ1 лшзи Ротмана
10.7 10.9 11.1 11.3 11.5 11.7 11.9 12.1 12.3 12.5 12.7 12.9 Частота, ГГц
Рис. 24. Коефщ1ент стоячо! хвшп антенно!' репптки у д1апазош 10.5-12.9 ГГц
Також вим1ряна д1аграма спрямованосш при збудженш з першого порта у лабораторних умовах. Вим1рювальною антеною слугувала стандартна ру-порна антена П6-23. Повертаючи антенну репптку, за допомогою спектроанал1затора отримано значения д1аграми спрямованосш, для пор1вняння приведено теоретичш та практпчш даш на Рис. 25.
Рис. 22. Пщ'еднаний ЯМА роз'ем до першого порта лшзи Ротмана
Рис. 25. Д1аграми спрямованосш антенно!' репптки зияш у лабораторних умовах та !з моделювання
При збудженш першого порта отримали вщпо-вщне вщхилеиня д1аграми спрямованосш, яке ста-новить 20° для моделювання та 25° при експери-
ментальному вим1рюванш. В пор1внянш !з моделю-
°
тпм, що реальна д1електрична пронпкшсть могла вщр1знятпся вщ ше!, що використовувалась при моделюванш. Також тому, що вим1рювання проводились не у безлунному середовипц. Р1зниця м1ж результатами моделювання та екпериментом в пев-нш м1р1 також спричииена неточшстю виготовления конструкцп. Конструктпвш елементп антенно! трп-ноги та кабелю живлення також вносять свш вклад у вщмшшсть м1ж моделюванням та ексиериментом.
Рис. 23. Вигляд узгодженого навантаження через мжроскоп
Отримано таю характеристики коефщенту стоячо! хвшп (КСХ) антенно! репптки: на центральнш частой 11.7 ГГц КСХ р1вне 1.24 (Рис. 24), узго-джуеться !з теоретичними даними, де синя крива -змодельований коефщент стоячо! хвшп, червона -коефщент стоячо! хвшп вим1ряний у лабораторних умовах.
Висновки
В данш робош розраховано електродпнам1чш характеристики лшзи Ротмана для Ки-д1апазону. Узгодження лшзи по параметру Эц досягнуто <-10 дБ в робочому д1апазош частот. Для отримано! геометрп лшзи Ротмана кут сканування для репптки 1з 4-х лшшних реппток на частой 11.7 ГГц становить -20... +20 градуси за даними моделюван-...
Ku-Band Rotman Lens with 4 Out,put Ports
11
Виготовлено готовий прототип aiiTOHHOi peini-tkh на доалоктричшй шдкладш FR-4 i3 товщиною д1електрика 0.5 мм. Зняп експсрименталыи даш. характеристики КСХ aiiTOHHOi ренптки: па централь-iiifi частот 11.7ГГц КСХ piBiie 1.24. При збудженш першого порта отримано ввдхилення 25° головного пелюстка.
Новизна роботи полягае в тому, гцо при но щен-тичносп р1зниць фаз mdk суадшми портами на 16 градусов (або 18%) лшза i3 заданою антенною ренпткою 36opirae cboi характеристики сканування та узгодження. Оптимальна мЬколомонтна ввдетань ренптки для таких структур може становити бшь-ше шж половина довжини хвил1 при зборожонш задовшышх характеристик випромпиовання. Екс-поримонталыго отримано широкий кут сканування piBinifi 50 градусов при зборожонш косфшденту ввдбиття в1д вход1в антенн < -10 дБ. Також показано та проанатзовано особливоста та ввдмшносп мЬк результатами повнохвильового моделювання та окспернмонталышмн втирюваннями характеристик узгодження та випромпиовання лшзи Ротмана i3 вузькосмуговою антенною системою, яш корисно враховувати НВЧ розробникам.
В подалыному буде проведена оптихйзацш фазо-внх характеристик лшзи.
References
[11 Wang R„ Yang F„ Yang i>. and Yan Y. (2019). Design of a Rotman Ions antenna array for wide-scan and beam uniformity applications. 2019 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC- URS1 Radio Science Meeting, pp. 1877-1878. DOl: 10.1109/APUSNGURS1NRSM.2019.8888825.
[2] Knott P. (2008). Design of a ridged waveguide feed network for a wideband Rotman lens antenna array. IEEE Radar Conference, pp. 1-4. doi: 10.1109/RADAR.2008.4720857.
[3] Pourahmadazar .1., Denidni T. (2015). X-band Substrate Integrated Rotman Lens with ±24° scanning capability. 2015 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSl National Radio Science Meeting, pp. 232-233. D01:10.1109/APS.201o.7304502.
[4] Gleaves M. (2018). Rotman Lens: Electronic Beam Steering Aims at 5G Signals. Microwaves & RE.
[5] Schulwitz L., Mortazawi A. (2010). A Tray Based Rotman Lens Array with Beamforming in Two Dimensions for Millimeter-Wave Radar. 2010 IEEE International Symposium on Phased Array Systems and Technology, pp. 850-853. DOl: 10.1109/ARRAY.2010.5613264.
[6] Lambrecht A., Beer S., Zwick T. (2010). True-Time-Delay Beamforming with a Rotman-Lens for Ultrawideband Antenna Systems. IEEE 'lYansactions on Antennas and
Propagation.. Vol. 58, No. 10, pp. 3189-3195. DOl: 10.1109/TAP.2010.2052558.
[71 Tudosie G„ Vahldieck R. (2006). An LTOO-Based Folded Rotman Lens for Phased Array Applications. 2006 Asia-Pacific Microwave Conference, pp. 2106-2109. DOl: 10.1109/APMO.2006.4429828.
[8] Ershadi S. E., Keshtkar A., Bayat A., Abdelrahman A.H., Xin H. (2018). Rotman lens design and optimization for 5G applications. International .Journal of Microwave and Wireless Technologies, Vol. 10, Iss. 9. DOl: 10.1017/S1759078718000934.
[9] Hosseini S. A. R., Firouzeh Z. H. and Maddahali M. (2014). Design of Rotman Lens Antenna at Ku-Band Based on Substrate Integrated Technology. .Journal of Communication Engineering, Vol. 3, Iss. 1, pp. 33-44.
Ku-Band Rotman Lens with 4 Output Ports
Melnyk T. Y., Sushko O. Yu.
The Ku-band Rotman lens, which is used to feed the antenna system for the purpose of forming a multi-beam radiation pattern, is presented. S11 parameter of the Rotman lens reaches < -10 dB in the operating frequency range. For the obtained lens geometry, the scanning angle of the antenna with four linear arrays at a frequency of 11.7 GHz is -20... +20 degrees according to modelling, and ...
between adjacent lobes of the radiation pattern does not exceed 10 dBi while gain is 19 dB. The distance between the array elements is 10 mm. The input impedance of the ports is 50 ohms.
Theoretical analysis and elect.rodynamic modeling of antenna components is performed using the full-wave finite-difference method in the time domain.
The antenna array prototype is made on an FR-4 dielectric substrate with dimensions of 51x46 mm and a dielectric thickness of 500 ^m and copper metallization of 35 ^m. This provides the possibility of passive scanning in the range of ±0
The radiation pattern and VSWR of the antenna array are obtained when the first port was excited using a spectrum analyzer and a vector network analyzer. A comparative analysis of the results of electrodynamic modeling and experiment are carried out. The results of modeling the radiation characteristics and matching are presented, which are qualitatively consistent with the experimental data.
The developed antenna system can be used in narrowband data transmission systems of the Ku frequency range.
Keywords: Rot.hman lens: antenna system: multibeam radiation pattern
