Доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники БССР.
220013, г. Минск, ул. П. Бровки, д. 6
D.Sci, professor, Honored worker of Science and Technology of BSSR
220013, Minsk, P. Brovka st., 6
Попов Алексей Александрович, инженер кафедры информационных радиотехнологий
220013, г. Минск, ул. П. Бровки, д. 6
Popov Aleksei Aleksandrovich, engineer of Department of Information Radiotechnologies
220013, Minsk, P. Brovka st., 6
Целью работы является определение свойств сверхширокополосной сканирующей антенной решетки проволочных излучателей. Одиночным элементом решетки является трехмерная антенна Вивальди. Было проведено численное моделирование антенных решеток и одиночных излучателей Вивальди методом интегральных уравнений в тонкопроволочном приближении с помощью оригинальной программы и программы MMANA. Определены размеры всех элементов одиночного излучателя по критерию согласования и формы диаграммы направленности для работы в диапазоне частот 2–18 ГГц. Описанный вариант антенны по критерию согласования (КСВ < 2) имеет коэффициент перекрытия по частоте 12. Определено сужение полосы частот одиночного излучателя в составе несканирующей и сканирующей решеток в пределах угла 30º. В статье рассматриваются диапазонные свойства антенных решеток в зависимости от параметров излучателей и возможности по фазовому сканированию. Показано, что наибольшей полосой частот по согласованию обладает решетка с минимальным шагом размещения излучателей. В плоской антенной решетке при сканировании в Н-плоскости полоса частот по критерию согласования уменьшается в 2–3 раза. Показано, что линейная решетка без сканирования имеет коэффициент перекрытия по частоте, равный 6 по критерию согласования излучателей. Этот коэффициент уменьшается с увеличением сектора фазового сканирования. В плоской решетке коэффициент перекрытия по частоте и сектор фазового сканирования меньше, чем в линейной, и уменьшается с ростом числа строк. Приведенная антенная решетка обладает рядом конструктивных преимуществ и может быть использована в системах со сверхширокополосными сигналами.
The aim of the work is to determine the properties of the ultra-wideband scanning antenna array of wire emitters. A single element of the grid is a three-dimensional antenna Vivaldi. Numerical simulation of antenna arrays and single Vivaldi emitters was carried out by the method of integral equations in the thin-wire approximation using the original program and the MMANA program. The dimensions of all elements of a single emitter are determined by the criterion of matching and the shape of the radiation pattern for operation in the frequency range 2–18 GHz. The described variant of the antenna according to the matching criterion (SWR < 2) has a frequency overlap coefficient of 12. The narrowing of the frequency band of a single emitter in the composition of non-scanning and scanning gratings within the angle of 30 degrees is determined. The article deals with the range properties of antenna arrays depending on the parameters of the emitters and the possibility of phase scanning. It is shown that the greatest frequency band in agreement has a lattice with a minimum step of placement of emitters. In a flat antenna array, when scanning in the H-plane, the frequency band according to the matching criterion decreases by 2–3 times. It is shown that the linear lattice without scanning has a frequency overlap coefficient equal to 6 according to the criterion of matching emitters. This ratio decreases as the phase scan sector increases. In a flat lattice, the frequency overlap coefficient and the phase scan sector are smaller than in a linear lattice and decrease with the number of rows. The reduced antenna array has a number of design advantages and can be used in systems with ultra-wideband signals.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.