Вивчення інтегрованих антен-фільтрів на діелектричних резонаторах

  • A. A. Trubin Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" http://orcid.org/0000-0001-9341-4082
Ключові слова: різні діелектричні резонатори, розсіювання, антени, смугові фільтри

Анотація

Запропоновано нові структури діелектричних резонаторів, які одночасно виконують функції антен та вхідних фільтрів приймально-передавальних пристроїв зв'язку сантиметрового діапазону довжин хвиль. Нові структури мають вигляд зв'язаних між собою систем діелектричних резонаторів, частина яких розташована у відрізку позамежного хвилеводу і виконує функції смугового фільтру, а друга частина резонаторів розташована у відкритому просторі і виконує функції антенної системи. Частина резонаторів антенної підсистеми має форму діелектричних полуциліндрів, наклеєних на металевий провідний екран, і грає роль директорів, які формують характеристику випромінювання. Розглянуто два випадки однакових та різних за формою та матеріалом діелектричних резонаторів. Для випадку діелектричних резонаторів різних видів, за допомогою теорії збурень, одержана система рівнянь для коефіцієнтів розкладу амплітуд поля розсіювання за відомими зв'язаними коливаннями системи. За допомогою розвиненої теорії розраховані частотні залежності коефіцієнтів відбиття запропонованих антен-фільтрів. Показано, що запропоновані структури характеризуються значно більш прямокутними амплітудно-частотними характеристиками, що дозволяє ефективно вирішувати завдання електромагнітної сумісності декількох систем зв'язку, які використовують суміжні частотні смуги. Додатковою перевагою розглянутих антен-фільтрів є менші дисипативні втрати вхідних пристроїв, що є важливим для зменшення бітових помилок. Розраховані діаграми спрямованості антен в дальній зоні. Показано, що характеристики випромінювання антен не змінюються, або змінюються не значним образом у порівнянні з характеристиками антен, виконаних тільки за допомогою подібних структур діелектричних резонаторів. Отримані результати дозволяють значно скоротити час розрахунків та оптимізувати складні системи зв'язку, які одночасно використовують частотне розділення каналів та виконують функції випромінювачів.

Біографія автора

A. A. Trubin, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"
Трубін О. О., д.т.н., професор кафедри телекомунікаційних систем

Посилання

Eshrah I., Kishk A., Yakovlev A. and Glisson A. (2005) Excitation of dielectric resonator antennas by a waveguide probe: modeling technique and wide-band design. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 53, Iss. 3, pp. 1028-1037. DOI: 10.1109/tap.2004.842638

Almpanis G., Fumeaux C. and Vahldieck R. (2006) Dual Mode Slot Coupled Cylindrical Dielectric Resonator Antenna. 2006 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium. DOI: 10.1109/aps.2006.1711109

Chair R., Yang S., Kishk A., Lee K. and Luk K. (2006) Aperture Fed Wideband Circularly Polarized Rectangular Stair Shaped Dielectric Resonator Antenna. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 54, Iss. 4, pp. 1350-1352. DOI: 10.1109/tap.2006.872665

Lim E.H. and Leung K.W. (2008) Use of the Dielectric Resonator Antenna as a Filter Element. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 56, Iss. 1, pp. 5-10. DOI: 10.1109/tap.2007.913152

Al-Zoubi A.S., Kishk A.A. and Glisson A.W. (2010) A Linear Rectangular Dielectric Resonator Antenna Array Fed by Dielectric Image Guide With Low Cross Polarization. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 58, Iss. 3, pp. 697-705. DOI: 10.1109/tap.2009.2039294

Petosa A. and Ittipiboon A. (2010) Dielectric Resonator Antennas: A Historical Review and the Current State of the Art. IEEE Antennas and Propagation Magazine, Vol. 52, Iss. 5, pp. 91-116. DOI: 10.1109/map.2010.5687510

Lu K., Leung K.W. and Pan Y.M. (2011) Theory and Experiment of the Hollow Rectangular Dielectric Resonator Antenna. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 10, pp. 631-634. DOI: 10.1109/lawp.2011.2158977

Hamad E.K.I. and Atallah H.A. (2012) Bandwidth improvement of compact high permittivity RDRA using parasitic conducting strips. 2012 6th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP). DOI: 10.1109/eucap.2012.6206203

Kumari R. and Behera S.K. (2013) Nine-element frequency independent dielectric resonator array for X-band applications. Microwave and Optical Technology Letters, Vol. 55, Iss. 2, pp. 400-403. DOI: 10.1002/mop.27337

Dhar S., Ghatak R., Gupta B. and Poddar D.R. (2013) A Wideband Minkowski Fractal Dielectric Resonator Antenna. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 61, Iss. 6, pp. 2895-2903. DOI: 10.1109/tap.2013.2251596

Trubin A. A. (2016) Lattices of Dielectric Resonators, Vol 53, Springer International Publishing, 159 p. DOI : 10.1007/978-3-319-25148-6

Trubin A. A. and Shmyglyuk G. S. (2006) The modeling of the antenna lattce parameters on cylindrical dielectric resonators. Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, Iss. 33, pp. 101-108. DOI: 10.20535/RADAP.2006.33.101-108

Опубліковано
2019-06-30
Як цитувати
Trubin, A. A. (2019) «Вивчення інтегрованих антен-фільтрів на діелектричних резонаторах», Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування, 0(77), с. 36-41. doi: 10.20535/RADAP.2019.77.36-41.
Номер
Розділ
Електродинаміка, пристрої НВЧ діапазону та антенна техніка