bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2022-20-8-59-66bsuir-3524Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSСогласование патч-антенны с кросс-поляризацией для геолокацииBroadband Matching of Patch-Antenna for GeolocationЯнцевичМ. А.YantsevichM. A.

Янцевич Михаил Александрович, старший инженер кафедры автоматики, радиолокации и приемо-передающих устройств

220057, г. Минск, просп. Независимости, 220

Тел. +375 29 850-31-71

Yantsevich Mikhail Aleksandrovich, Senior Engineer at the Department of Automation, Radar and Transceivers

220057, Minsk, Independence Ave., 220

Tel. +375 29 850-31-71

yantsevich1052500@mail.ruФилипповичГ. А.FilipovichG. A.

Филиппович Г.  А., к.т.н., доцент, профессор кафедры автоматики, радиолокации и приемо-передающих устройств

г. Минск

Filipovich G.  A., Cand. of Sci., Assistant Professor, Professor at the Department of Automation, Radar and Transceivers

Minsk

Военная академия Республики БеларусьMilitary Academy of the Republic of Belarus2022040120232085966Copyright © Янцевич М.А., Филиппович Г.А., 20232023Янцевич М.А., Филиппович Г.А.Yantsevich M.A., Filipovich G.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/3524

В статье представлены результаты исследования возможностей расширения рабочей полосы частот патч-антенны за счет широкополосного согласования. В качестве системного подхода предлагается обобщенный метод Дарлингтона с использованием гибких аппроксимирующих функций, обладающих повышенными вариативными свойствами. Эти свойства необходимы для разрешимости системы ограничений на пределы согласования. Результаты синтеза по обобщенному методу Дарлингтона с применением гибких аппроксимаций обеспечивают полосу согласования 10 %, однако имеют повышенную чувствительность номиналов сосредоточенных элементов. Также представлена методика синтеза в распределенном элементном базисе. В синтезе согласующей цепи на распределенных элементах использовано преобразование Ричардса для однородных микрополосковых линий. Представлено сравнение теоретических и экспериментальных результатов согласования антенны. Синтез на распределенных элементах обеспечил полосу 17 % при минимальном количестве согласующих элементов. Методика синтеза в распределенном элементном базисе может использоваться для согласования широкого класса вибраторных и щелевых антенн, размеры которых кратны четверти длины волны. 

The article presents the study results of the possibilities of expanding the working frequency band of a patch antenna, due to the broadband matching. As a systematic approach, a generalized Darlington method is proposed using flexible approximating functions with increased variable properties. These properties are necessary for the solvability of the system of restrictions on the agreement limits. The results of synthesis by the generalized Darlington method using flexible approximations provide a matching band of 10 %, but have an increased sensitivity of the values of concentrated elements. A synthesis technique in a distributed element basis is also presented. In the synthesis of a matching chain on distributed elements, the Richards transform for homogeneous microstrip lines is used. A comparison of theoretical and experimental results of antenna matching is presented. Synthesis on distributed elements provided a 17 % band with a minimum number of matching elements. The synthesis technique in the distributed element basis can be used to match a wide class of vibrator and slot antennas, the dimensions of which are multiples of a wavelength quarter. 

антеннаширокополосное согласованиеаппроксимацияраспределенные элементыметодикадлина волнымодельсопротивлениепараметрымикрополосковая линияantennabroadband matchingapproximationdistributed elementstechniquewavelengthmodelresistanceparametersmicrostrip lineReferencesSharma, S. Impedance Matching Techniques for Microstrip Patch Antenna / S. Sharma, C. C. Tripathi, R. Rishi // Indian Journal of Science and Technology. 2017. Vol. 10, No 28. Р. 1–16. DOI: 10.17485/ijst/2017/ v10i28/97642.Sharma S., Tripathi C. C., Rishi R. (2017) Impedance Matching Techniques for Microstrip Patch Antenna. Indian Journal of Science and Technology. 10 (28), 1–16. DOI: 10.17485/ijst/2017/v10i28/97642.Филиппович, Г. А. Широкополосное согласование сопротивлений / Г. А. Филиппович. Минск: Воен. акад. Респ. Беларусь, 2004.Filippovich G. A. (2004) Broadband Impedance Matching. Minsk: Military Academy of the Republic of Belarus Publ. (in Russian).An Approach for Calculating the Limiting Bandwidth–Reflection Coefficient Product for Microstrip Patch Antennas / А. Ghorbani [et al.] // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2006. Vol. 54, No 4. Р. 1328–1331. DOI: 10.1109/TAP.2006.872641.Ghorbani A., Raed A. Abd-Alhameed, Neil J. McEwan, Zhou. D. (2006) An Approach for Calculating the Limiting Bandwidth–Reflection Coefficient Product for Microstrip Patch Antennas. IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 54 (4), 1328–1331. DOI: 10.1109/TAP.2006.872641.Филиппович, Г. А. Гибкие аппроксимирующие функции для широкополосного согласования / Г. А. Филиппович, М. А. Янцевич // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2022. Т. 25, № 2. С. 6–15. DOI: 10.32603/1993-8985-2022-25-2-6-15.Filippovich G. A., Yantsevich M. A. (2022) Flexible Approximation Functions for Broadband Matching. Izvestiia Vuzov Rossii. Radiojelektronika = Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 25 (2), 6–15. DOI: 10.32603/1993-8985-2022-25-2-6-15 (in Russian).Янцевич, М. А. Методика синтеза широкополосных согласующих устройств с использованием ограниченно-плоских аппроксимирующих функций / М. А. Янцевич, Г. А. Филиппович // Известия Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины. 2021. Вып. 129. С. 154–158.Yantsevich M. A., Filippovich G. A. (2021) Technique for the Synthesis of Broadband Matching Devices Using Bounded-Flat Approximating Functions. Izvestiia Gomel’skogo Gosudarstvennogo Universiteta imeni F. Skoriny = Proceedings of Francisk Scorina Gomel State University. 129, 154–158 (in Russian).Yarman, B. S. Design of Ultra Wideband Power Transfer Network / B. S. Yarman. N.-Y.: John Wiley & Sons, Ltd., 2010.Yarman B. S. (2010) Design of Ultra Wideband Power Transfer Network. N.-Y., John Wiley & Sons, Ltd. Publ.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.