350 rub
Journal Electromagnetic Waves and Electronic Systems №6 for 2011 г.
Article in number:
A рlanar еxtremely high frequency diffraction radiation antenna
Keywords: antenna millimeter waves diffraction grating planar dielectric waveguide
Authors:
A.P. Yevdokymov, V.V. Krizhanovsky, Y.K. Sirenko
Abstract:
The paper coves the topical problems associated with the design of a planar antenna array with low side lobes in a horizontal plane. The antenna arrays of this kind being used in the up-to-date millimeter-wave radar systems fall into the new developing class of diffraction radiation antennas. The goal of the work is the design of a working model of the millimeter-wave antenna with the lateral radiation below -30dB. An investigation of the antenna array includes optimization of the elements of the antenna electrodynamic scheme, experimental study of spatial characteristics of the scattered fields, derivation of the power balance to determine the system efficiency, and antenna measurements by means of the operating model. The reliability of the findings is ensured by the comprehensive analysis of the electrodynamic structure - dielectric waveguide - diffraction grating?. The characteristics of the developed antenna, whose electrodynamic scheme is based on the phenomenon of transformation of slow surface waves of a planar dielectric waveguide into the body waves of a reflecting diffraction grating, are presented in detail. The design description for the planar antenna operating at a frequency of 34 GHz, with the aperture of 1000×200 mm2 is given as well. As a result of the full-scale measurements in the operating range 34±0,5 GHz, the following antenna parameters have been obtained: the beamwidth in the horizontal plane at the lateral radiation level of -31,4 dB - 0,64º, the beamwidth in the vertical plane at the lateral radiation level of -25 dB - 2,95º, antenna gain - 41,4 dB, loss - 1,3dB, weight of the antenna with a hermetical cage - 16 kg.
Pages: 53-60
References
  1. Amitay N., Galindo V., Wu C.P. Theory and Analysis of Phased Array Antennas. NewYork: Wiley & Sons. 1972.
  2. Шестопалов В.П., Литвиненко Л.Н., Масалов С.А., Сологуб В.Г. Дифракция волн на решетках. Харьков: Изд-во Харьковского ун-та. 1973.
  3. Elachi C. Waves in active and passive periodic structures. Proc. IEEE. 1976. V. 64. № 12. Р. 1666-1698.
  4. Шестопалов В.П. Дифракционная электроника. Харьков: Изд-во Харьковского ун-та. 1976.
  5. Шестопалов В.П., Сиренко Ю.К. Динамическая теория решеток. Киев: Наукова думка. 1989.
  6. Евдокимов А.П., Крыжановский В.В. Новое направление в технике антенных решеток // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1996. Т. 39. № 9. С. 54-61.
  7. Сиренко Ю.К., Величко Л.Г. Модельный синтез решетчатых поглощающих и диаграммообразующих структур // Электромагнитные волны и электронные системы. 2002. Т. 7. № 2. С. 45-59.
  8. Neviere N., Popov E. Light Propagation in Periodic Media: Differential Theory and Design. New York: Marcel Dekker. 2003.
  9. Sirenko Y.K., Strom S., Yashina N.P.Modeling and Analysis of Transient Processes in Open Resonant Structures. New Methods and Techniques. New York: Springer. 2007.
  10. Sirenko Y.K., Strom S. (eds). Modern Theory of Gratings. Resonant Scattering: Analysis Techniques and Phenomena. New York: Springer. 2010.
  11. Lee J.W., Eom H.J., Park K.H., Chun W.J. TM-wave radiation from grooves in a dielectric-covered ground plane. IEEETrans. 2001. AP-49. № 1. Р. 104-105.
  12. Евдокимов А.П., Крыжановский В.В. Антенна радиолокатора 8-миллиметрового диапазона обзора летного поля // Электромагнитные волны и электронные системы. 2008. Т. 13. № 6. С. 46-52.
  13. Мележик П.Н., Сидоренко Ю.Б., Провалов С.А. и др. Плоскостная антенна дифракционного излучения радиолокационного комплекса миллиметрового диапазона // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 2010. Т. 53. № 5. С. 12-21.
  14. Евдокимов А.П., Крыжановский В.В. Сканирующие антенны радаров миллиметровых волн для предупреждения столкновений транспортных средств // Успехи современной радиоэлектроники. 2006. № 4. С. 70-79.
  15. Евдокимов А.П., Крыжановский В.В. Плоская антенная решетка с комбинированным способом сканирования лучом // Электромагнитные волны и электронные системы. 2005. Т. 10. № 1-2. С. 52-56.
  16. YevdokymovA.P., KryzhanovskiyV.V.DiffractionRadiationAntennasforSHFandEHFRadiosystems. Proc. 6thInt. Conf. AntennaTheoryandTechniques, Sevastopol?, Ukraine. 2007. Р. 59-64.
  17. Евдокимов А.П., Крыжановский В.В. Плоские антенные решетки с косекансной формой диаграммы направленности
    8-миллиметрового диапазона волн // Электромагнитные волны и электронные системы. 2003. Т. 8. № 10. С. 52-58.
  18. Евдокимов А.П., Крыжановский В.В. Дифракционные явления в антеннах вытекающих волн // Антенны. 2003. № 3-4. С. 70-71.
  19. Шестопалов В.П.Физические основы миллиметровой и субмиллиметровой техники. Т. 1: Открытые структуры. Киев: Наукова думка. 1985.
  20. Евдокимов А.П.Резонансные явления при рассеянии поверхностных волн скошенными экранами // Доклады АН УССР. СерияА. 1985. № 10. С. 46-49.