Лінза Ротмана Ku-діапазону із 4-ма вихідними портами

Автор(и)

  • Т. Й. Мельник Національний технічний університет України ''Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського'', м. Київ, Україна https://orcid.org/0009-0005-8488-5313
  • О. Ю. Сушко Національний технічний університет України ''Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського'', м. Київ, Україна https://orcid.org/0000-0001-7738-6421

DOI:

https://doi.org/10.20535/RADAP.2023.91.5-11

Ключові слова:

лінза Ротмана, антенна система, багатопроменева діаграма спрямованості

Анотація

Розглянута лінза Ротмана Ku-діапазону, яка використовується для живлення антенної системи з метою формування багатопроменевої діаграми спрямованості. Узгодження лінзи за параметром S11 досягає < -10 дБ у робочому діапазоні частот. Для отриманої геометрії лінзи кут сканування антени, що має чотири лінійні решітки на частоті 11.7 ГГц становить –20° ...+20° за теоретичними даними та –25°...+25° відповідно до даних вимірювань. Провал між сусідніми пелюстками діаграми спрямованості не перевищує 10 дБі при підсиленні 19 дБ. Відстань між елементами решітки становить 10 мм. Вхідний опір портів становить 50 Ом.

Теоретичний аналіз та електродинамічне моделювання складових антени виконано з використанням повнохвильового методу скінченних різниць в часовій області.

Прототип решітки антени виготовлений на діелектричній підкладці FR-4 з розмірами 51x46 мм та товщиною діелектрика 500 мкм і мідної металізації 35 мкм. Це забезпечує можливість пасивного сканування простору в діапазоні ±20°.

Отримано діаграму спрямованості та характеристики коефіцієнту стоячої хвилі (КСХ) антенної решітки при збудженні першого порта за допомогою спектроаналізатора та векторного аналізатора кіл. Проведено порівняльний аналіз результатів електродинамічного моделювання та експерименту. Надані результати моделювання характеристик випромінювання та узгодження, які якісно узгоджуються із даними експерименту.

Розроблену антенну систему можна використати у вузькосмугових системах передачі даних Ku-діапазону частот.

Посилання

References

Wang R., Yang F., Yang P. and Yan Y. (2019). Design of a Rotman lens antenna array for wide-scan and beam uniformity applications. 2019 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting, pp. 1877-1878. DOI: 10.1109/APUSNCURSINRSM.2019.8888825.

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.

Pourahmadazar J., Denidni T. (2015). X-band Substrate Integrated Rotman Lens with ±24° scanning capability. 2015 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting, pp. 232-233. DOI:10.1109/APS.2015.7304502.

Gleaves M. (2018). Rotman Lens' Electronic Beam Steering Aims at 5G Signals. Microwaves & RF.

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. DOI: 10.1109/ARRAY.2010.5613264.

Lambrecht A., Beer S., Zwick T. (2010). True-Time-Delay Beamforming with a Rotman-Lens for Ultrawideband Antenna Systems. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 58, No. 10, pp. 3189-3195. DOI: 10.1109/TAP.2010.2052558.

Tudosie G., Vahldieck R. (2006). An LTCC-Based Folded Rotman Lens for Phased Array Applications. 2006 Asia-Pacific Microwave Conference, pp. 2106-2109. DOI: 10.1109/APMC.2006.4429828.

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. DOI: 10.1017/S1759078718000934.

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.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-03-30

Як цитувати

Мельник, Т. Й. і Сушко , О. Ю. (2023) «Лінза Ротмана Ku-діапазону із 4-ма вихідними портами», Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування, (91), с. 5-11. doi: 10.20535/RADAP.2023.91.5-11.

Номер

№ 91 (2023)

Розділ

Електродинаміка, пристрої НВЧ діапазону та антенна техніка

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Taras Melnyk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

1.  Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.

3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах).  Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це:  The Effect of Open Access.