СИНТЕЗ ПОЛЯРИЗАТОРА, РЕАЛИЗОВАННОГО НА ИЗГИБЕ ВОЛНОВОДА

June 12, 2012 by admin Комментировать »

Иванов С. А., Сестрорецкий Б. В., Дризе М. А. НПО им. С. А. Лавочкина Россия, 141400, Химки-2, Московская обл., Ленинградская ул. 24 Тел.: (095) 575-50-69; e-mail: TAMIC@mail.ru


Аннотация Рассмотрена методика разработки поляризатора, включающего в себя как необходимый конструктивный элемент изгиб волновода. Показано, что изгиб волновода может рассматриваться и проектироваться как поляризатор.

I.  Введение

Для уменьшения габаритных размеров офсетных антенн круговой поляризации, размещаемых на современных спутниках, в их конструкцию иногда вво-

Рис. 6. Общий вид излучателя Fig. 6. External view of radiator

Экспериментальные исследования излучателя проводились в диапазоне 6 18 ГГц на анализаторе цепей фирмы Hewlett-Packard. Полученные характеристики приведены на рис.7.

Графики связи между портами мостового устройства представлены на рис.5.

Рис. 5. Связь между портами мостового устройства

Fig. 5. Coupling between ports of the bridge device

Ответвитель обеспечивает связь на уровне -3 дБ с пульсациями не более 0.3 дБ.

Для проведения измерений излучатель был закреплен на латунном основании размером 50*50*4 мм . В центре основания сделано отверстие для крепления разъема SMA (приборная розетка). Плата крепится пайкой ее обратной стороны, где расположен заземленный электрод микрополосковой линии, с основанием, и соединяется с тыльной стороной разъема SMA при помощи серебряной амальгамы. Для жестко

Freq.,GHz

Рис. 7. Экспериментальная характеристика КСВН

Fig. 1. Experimental VSWR characteristic

II.  Заключение

Использование излучателя двухстороннего типа при возбуждении его с помощью двухпроводной линии позволяет реализовать высокий уровень согласования (КСВ<1.92) за исключением двух частотных точек (7.6 ГГц и 14.5 ГГц). Повышение уровня КСВ по сравнению с расчетным, по-видимому, объясняется тем, что использованный в конструкции разъем SMA предназначен для микрополосковых конструкций с толщиной подложки 1 мм, в то время как в излучателе использована подложка с толщиной 0.25 мм. Импедансные характеристики одиночного излучателя качественно совпали с расчетными характеристиками.

[1 ] J. Shin, D. Н. Schaubert, “A Parameter Study of Stripline-Fed Vivaldi Notch-Antenna Arrays” IEEE Trans, on Antennas and Propagation, vol. 47, No. 5, May 1999, pp. 879-886.

[1]   Tan-Huat Chio, D.H. Schaubert, “Parameter Study and Design of Wide-Band Widescan Dual-Polarized Tapered Slot Antenna Arrays” IEEE Trans, on Antennas and Propagation, vol. 48, No. 6, June 2000, pp. 879-886.

[2]  Henrik Holter, Tan-Huat, and Daniel H. Schaubert, “Elimination of Impedance Anomalies in Singleand Dual-Polarized Endfire Tapered Solt Phased Arrays” IEEE Trans. On Antennas and Propagation, vol. 48,

No 1, January 2000, pp.122-124.

[3]  А. А. Головков,Е. Ю. Голубева, Д. А. Калиникос,

М. И. Сугак. Излучатель Вивальди с модифицированной системой питания для радиотелескопа РАТАН-600. Тезисы докладов 57-й Научнотехнической конференции, посвященной Дню Радио. Санкт-Петербург, Апрель 2002.

RADIATOR FOR THE (6-18) GHz RADIOTELESCOPE

Golovkov A. A., Kalinikos D. A., Kiselev B. A., Golubeva E. Yu., Sugak М. I. Electrotechnical university (LETI)

St.-Petersburg 197376, Russia phone: (812) 346-45-16 e-mail: Iab16@vilan.spb.ru Bogod V. M.

The Special Astrophysical Observatory ofRAS St.-Petersburg -195251,Russia phone/fax:(812)-123-42-00; e-mail: vbog@gao.spb.ru

Abstract The results of design and experimental study are presented for ultrawideband Vivaldi radiators, operating in (6-18) GHz band and having the geometry providing high level of matching, stability of far field patterns and convenience for practical realization of the excitation circuit. To realize signal reception with both clockwise and counterclockwise circular polarizations, the bridge device is developed, based on the coupled lines.

I.  Introduction

In many applications (radio astronomy, ground penetrating radar, etc.) the antennas are needed having extremely wide frequency bandwidth. One of the most effective radiating elements for such antenna constructions is the printed Vivaldi type [1, 2] radiator. At the same time classic Vivaldi radiator has the feeding system incorporating the microstrip line slot junction containing resonant components restricting the operational frequency band. In the paper an attempt is made to modify the geometry of radiator and the shape of radiating aperture providing good level of matching and stable far field characteristics within given frequency band.

II.  Main part

For convenience of practical realization of radiator excitation system by a coaxial feeder, a bilateral type of Vivaldi radiator was chosen, where the radiator’s conductors are located on both sides of dielectric [3, 4]. The synthesis of the antenna aperture having modified shape was made by method of finite elements and by method of moments in spectral domain (fig. 1).

Simulated and measured results show good frequency characteristics and stability of phase center and low losses. Aperture of antenna (exponential transformer) provides operating frequency range (6-18) GHz with good matching. The relative permittivity of a substrate in all cases was 3, thickness 0.25 mm (ROGERS).

Essential advantage of such construction is the possibility of direct antenna excitation by the strip twin-wire balun transformer, which is printed together with exponential transformer on the same substrate. The radiator topology is shown in fig. 2.

Calculated dependence of voltage standing-wave ratio (VSWR) is shown in fig. 3. For reception of a signal with circular left-hand and right-hand circular polarizations two orthogonal radiators are combined in single antenna system by a quadrature bridge device (fig. 4). The connections between ports of the bridge device are illustrated in fig.5.

The general view of experimental model is shown in fig. 6.

The results of experimental measurements the radiator’s VSWR within frequency range (6-18) GHz, made with HP analyzer, are given in fig. 7.

III.  Conclusion

The use of the bilateral type radiator under excitation by two-wire line results in high level of the matching (VSWR <

1.       92) except for two frequencies 7.6 GHz and 14.5 GHz. The increased VSWR experimental level compared with calculated one is apparently explained by the difference in substrate thickness, used in experimental model (0.25mm) and that recommended for microstrip constructions used with SMA socket (1mm). Impedance characteristics of single radiator qualitatively coincided with calculated ones.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты