К.М. Сидоров1

1 ПАО «Радиофизика» (Москва, Россия)

1 МФТИ (национальный исследовательский университет) (г. Долгопрудный, Россия)

Постановка проблемы. Формирование секторных диаграмм направленности (ДН) в фазированных антенных решетках (ФАР) позволяет минимизировать число дорогостоящих управляемых элементов (фазовращатели и приемопередающие модули) при обеспечении заданного коэффициента усиления (КУ) ФАР в заданной области сканирования. Перекрывающиеся амплитудные распределения, соответствующие секторным ДН, могут быть сформированы при возбуждении в раскрыве одного излучателя не менее двух первых мод, а в некоторых случаях возбуждение нужных мод может осуществляться простыми щелями. На данном подходе основано большинство существующих технических решений. Для планарных решеток были осуществлены попытки формирования секторной ДН в обеих плоскостях в решетке круглых волноводов при использовании щелевых связей, однако применяемая в этом случае конструкция позволяет получить секторную форму ДН только в одной плоскости из-за «слабости» связей через поперечные щели в другой плоскости. Для установления эффективных связей для формирования секторной ДН в обеих плоскостях сканирования требуется понимание того, каким должно быть поле в раскрыве в каждом отдельном излучателе в планарной решетке.

Цель. Исследовать влияние распространяющихся мод на форму ДН в решетках многомодовых круглых волноводов.

Результаты. Исследовано влияние распространяющихся мод на форму ДН в линейных и планарных решетках многомодовых круглых волноводов. Получены и оптимизированы соотношения между амплитудами и фазами мод, которые позволяют построить секторные ДН в решетках семи круглых волноводов в обеих главных плоскостях сканирования при возбуждении волнами горизонтальной и вертикальной поляризации.

Практическая значимость. Полученные соотношения между модами дают возможность сформировать секторные ДН хорошего качеств в решетках круглых волноводов в обеих плоскостях сканирования для сигналов различной поляризации.

Сидоров К.М. Формирование секторных диаграмм направленности в решетках многомодовых круглых волноводов // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 10. С. 95-106. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202210-11

1. Скобелев С.П. Фазированные антенные решетки с секторными парциальными диаграммами направленности. М.: Физматлит. 2010.
2. Mailloux R.J. Phased Array Antenna Handbook. 3rd ed. Norwood. MA, USA: Artech House. 2017.
3. Mailloux R.J. An overlapped subarray for limited scan application. // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1974. V. AP-22. № 3. P. 487-489.
4. Skobelev S.P., Vyazigin A.S. Forming flat-topped element patterns in antenna arrays of two-mode waveguides // Electronic Letters. 1993. V. 29. № 5. P. 1326-1327.
5. Vilenko I.L., Shishlov A.V., Krivosheev Y.V., Uhm M.S., Yun S.H. Feed array with overlapping clusters and flat-topped radiation pattern for multi-beam satellite communication antennas // 2020 International Conference Engineering and Telecommunication (En&T). Dolgoprudny. Russia. 25-26 November 2020.
6. Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ. Ч. 1. М.: Связь. 1977.
7. Balanis C.A. Antenna Theory. 3rd ed. Hooken, NJ: John Wiley & Sons, Inc. 2005.
8. Bird T.S. Fundamentals of Aperture Antennas and Arrays: From Theory to Design, Fabrication and Testing. West Sussex, UK: John Wiley & Sons, Ltd. 2016.
9. Марков Г.Т., Сазонов Д.В. Антенны. М.: Энергия. 1975.