С.А. Алексейцев1, Ю.Н. Паршин2

1 Новосибирский государственный технический университет (г. Новосибирск, Россия)

2 АО «НИИ измерительных приборов – Новосибирский завод им. Коминтерна» (г. Новосибирск, Россия)

1 alekseytsev.94@mail.ru, 2 jurparnik@mail.ru

Постановка проблемы. На сегодняшний день актуальной научно-технической проблемой являются исследование и проектирование элементного базиса с улучшенными электродинамическими и массогабаритными характеристиками для фазированных антенных решеток (ФАР). В большинстве случаев в качестве всех излучающих элементов ФАР кругового и секторного типов используются те или иные модификации классических дипольных антенн. Это обусловлено сочетанием их высоких электродинамических и массогабаритных показателей, что делает их дальнейшее совершенствование востребованным.

Цель. С помощью метода наводимых электродвижущих сил исследовать основные электродинамические характеристики двухдиапазонного возбудителя дипольного вида с концевым питанием, а также представить и обосновать модель двухдиапазонного излучателя на основе антенны квази-Яги.

Результаты. На основе системного подхода к проектированию антенных элементов проведен анализ электродинамической модели двухдиапазонного возбудителя дипольного вида с концевым типом возбуждения с последующим переходом к печатному эквиваленту. Представлена топология излучателя, которая интегрирована в планарную антенную решетку, формирующую две пространственные диаграммы направленности (ДН) в двух непересекающихся полосах частот. Показано, что спроектированная топология самой антенны обеспечивает высокое согласование (входной коэффициент отражения не превышает -25 дБ) на обеих центральных рабочих частотах. Рассмотрен низкочастотный диполь в форме меандра, соответствующий размеру подложки. Установлено, что оба рассматриваемых диполя возбуждаются на своих удаленных выводах, благодаря чему можно более эффективно использовать пространство корпуса платы. Геометрия излучателя позволяет встроить его в конструктив планарной антенной решетки для задач радиолокации.

Практическая значимость. Предложенная топология возбудителя с использованием концевого типа возбуждения дает возможность проектировать более сложные антенные системы (например, кардиоидные антенны, турникетные и др.) с улучшенными электродинамическими и массогабаритными характеристиками, а также может быть основой для модернизации приемопередающих устройств и элементной базы ФАР.

Алексейцев С.А., Паршин Ю.Н. Двухдиапазонный излучатель дипольного вида с концевым возбуждением для двухдиапазонных планарных антенных решеток // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 5. С. 163−171. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202405-18

1. Balanis C.A. Antenna theory. Analysis and design. 4th Edition // John Wiley & Sons Inc. Hoboken. New Jersey. 2016. 1072 p.
2. Алексейцев С.А., Горбачев А.П. Анализ согласования двухдиапазонного излучателя дипольного вида с концевым питанием и коаксиального // Вопросы радиоэлектроники. 2020. № 4. С. 27-31.
3. Бухтияров Д.А. Анализ дипольного излучателя с концевым питанием // Сб. трудов Междунар. конкурса науч. работ по приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в РФ. М.: Изд-во НИИ Радиотехники и лазерной техники. 2012. С. 68-76.
4. Патент № 2472261 (РФ). Дипольный излучатель. / Бухтияров Д.А., Горбачев А.П., Филимонова Ю.О. Опубл. 10.01.2013, Бюл. № 1.
5. Lim S., Ling H. Design of electrically small Yagi antenna // Electronics Letters. 2007. V. 43. № 5. P. 3-4.
6. Lim S., Ling H. Design of a closely spaced, folded Yagi antenna // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2006. V. 5. № 1. P. 302-305.
7. Raj J.S.K., Fahlbusch J., Schoebel J. A beam switching three layer reconfigurable antenna // Proceedings of the 7th German Microwave Conferance (GeMiC'12), Ilmenau, Germany. 2012. P. 1-4.
8. Tsai Y.L., Hwang R.B., Lin Y.D. A reconfigurable beam-switching antenna base on active fSS // Proceedings of the International Symposium on Antenna Technology and Applied Electromagnetics (ANTEM '12), Toulouse, France. 2012. P. 1-4.
9. Shuai C.-Y., Wang G.-M. A Novel Planar Printed Dual-Band Magneto-Electric Dipole Antenna // IEEE Access. 2017. V. 5.
   P. 10062-10067. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2017.2712616.
10. Anim K., Jung Y.-B. Shortened Log-Periodic Dipole Antenna Using Printed Dual-Band Dipole Elements // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2018. V. 66. No. 12. P. 6762-6771. https://doi.org/10.1109/TAP.2018.2874710.
11. Alekseytsev S.A., Gorbachev A.P. The Novel Printed Dual-Band Quasi-Yagi Antenna with End-Fed Dipole-Like Driver // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2020. V. 68. No. 5. P. 4088-4090. https://doi.org/10.1109/TAP.2019.2950837.
12. Alekseytsev S.A., Bukhtiyarov D.A., Vilmitsky D.S., Gorbachev A.P. The novel two-port hybrid ring dipole-like antenna with simultaneous sum and difference radiation patterns // Electromagnetics. 2020. V. 40, I. 8. P. 554-562. https://doi.org/10.1080/02726343.2020.1838046.