Р. Э. Косак1, А. В. Геворкян2
1, 2 Институт радиотехнических систем и управления Южного федерального университета (г. Таганрог, Россия)

1 kosak@sfedu.ru, 2 avgevorkyan@sfedu.ru

Постановка проблемы. В настоящее время известно значительное количество типов излучателей антенных решеток (в том числе фазированных) на основе антенны Вивальди. Часть из них работает в широкой или сверхширокой полосе частот, однако лишь некоторые могут работать в сверхширокой полосе частот с возможностью широкоугольного сканирования. Зачастую такие излучателя имеют продольный размер более длины волны на верхней рабочей частоте, что усложняет транспортировку, увеличивает расход материала и приводит к удорожанию процесса изготовления решетки.

Цель. Разработать две электродинамические модели излучателей с согласующими вставками различного размера и исследовать их характеристики как в составе бесконечных фазированных антенных решеток, так и в составе малоэлементных антенных решеток с использованием экранов различного размера.

Результаты. Разработаны две электродинамические модели компактных сверхширокополосных кардиоидных излучателей широкоугольного сканирования с согласующими элементами. Исследованы их характеристики в составе бесконечных фазированных антенных решеток и конечных малоэлементных антенных решеток на экранах разного размера. Проведен анализ полученных характеристик. Определено, что в случае электродинамического моделирования малоэлементных решеток целесообразно использовать модификацию кардиоидного излучателя с 54 вставками в раскрыве, а в случае многоэлементных фазированных антенных решеток – модификацию с 22 вставками в раскрыве.

Практическая значимость. Предложенные модифицированные электродинамические модели кардиоидных излучателей с согласующими вставками могут использоваться в составе антенных решеток, в том числе фазированных, для систем радиолокации, радионавигации или радиосвязи.

Косак Р.Э., Геворкян А.В. Влияние согласующих элементов на характеристики кардиоидных излучателей // Антенны. 2025. № 6. С. 57–71. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202506-07

1. Balanis C.A. Modern antenna handbook. 2nd Ed. John Wiley & Sons. 2011.
2. Воскресенский Д.И., Гостюхин В.Л., Максимов В.М., Пономарев Л.И. Устройства СВЧ и антенны. Изд. 2-е. М.: Радиотехника. 2006.
3. Зырянов Ю.Т., Федюнин П.А., Белоусов О.А. и др. Антенны: Учеб. пособие для вузов. Изд. 5-е, стер. Санкт-Петербург: Лань. 2022.
4. Овчинникова Е.В., Шумилов Т.Ю., Кхаунг Е.Х. Антенная решетка из сверхширокополосных излучателей «бабочка» // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2019. Т. 172. № 5. С. 25–31.
5. Радзиевский В.Г., Трифонов П.А. Обработка сверхширокополосных сигналов и помех. М.: Радиотехника. 2009.
6. Mokole E.L., Sabath F. Ultrawideband technologies and applications // IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2018. V. 60. № 3. P. 8–9.
7. Лазоренко О.Ф., Черногор Л.Ф. Сверхширокополосные сигналы и физические процессы // Радиофизика и радиоастрономия. 2008. № 2. С. 166–194.
8. Latha T., Ram G., Kumar G.A., Chakravarthy M. Review on ultra-wideband phased array antennas // IEEE Access. 2021. V. 9. P. 129742–129755.
9. Гринев А.Ю., Багно Д.В., Синани А.И., Мосейчук Г.Ф. Расширение полосы рабочих частот многофункциональных фазированных антенных решёток // Сб. докладов IV Всеросс. конф. «Радиолокация и радиосвязь». Москва: Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН. 2010. С. 631–635.
10. Рязанов И.Г. Анализ и синтез широкополосной планарной щелевой антенны с экспоненциальным изменением ширины щели для систем широкополосного доступа // Вопросы современной науки и практики. 2013. № 2 (46). С. 297–306.
11. Dong J., Wang Y., Meng F., Feng W. A research on airborne conformal array with high gain and low SLL // 2014 International Conference on Computational Intelligence and Communication Networks. Bhopal, India. 2014. P. 334–338.
12. Parveen F., Wahid P. Detection of Blood Clots inside the brain using microwave imaging // 2022 3rd URSI Atlantic and Asia Pacific Radio Science Meeting (AT-AP-RASC). Gran Canaria, Spain. 2022. P. 1–4.
13. Shao W., Ryan S.A. Two antipodal Vivaldi antennas and an antenna array for microwave early breast cancer detection // Microwave and Optical Technology Letters. 2013. V. 55. № 3. P. 670–674.
14. Fagnoni N., et al. Design of the new wideband Vivaldi feed for the HERA radio-telescope Phase II // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2021. V. 69. № 12. P. 8143–8157.
15. Dixit A.S., Kumar S. A survey of performance enhancement techniques of antipodal Vivaldi antenna // IEEE Access. 2020. V. 8. P. 45774–45796.
16. Naqvi A.H., Lim S. Review of recent phased arrays for millimeter-wave wireless communication // Sensors (Basel). 2018. V. 18. № 10. P. 1–31.
17. Ротхаммель К. Антенны: Пер. с нем. СПб: Изд-во «Бояныч». 1998.
18. Eichenberger J., Yetisir E., Ghalichechian N. Antipodal UWB Vivaldi antenna with pseudoelement and notched flares for 2.5–57 GHz applications // 2018 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting. Boston, MA, USA. 2018. P. 270–1758.
19. Косак Р.Э., Геворкян А.В. Компактный сверхширокополосный излучатель Вивальди кардиоидной формы с прямоугольными импедансными вставками // Известия ЮФУ. Технические науки. 2024. № 3. С. 276–284.