Воскресенський Д. І., Овчинникова Е. В. Московський авіаційний інститут (державний технічний університет) МАІ Волоколамское шосе буд.4, Москва -125871, Росія Тел.: +7 (095) 1584740; e-mail: voskr@mai.ru

Fig. 1. Wavelength dependences of beamwidth, directive gain, and side lobe level of planar array

Як відомо з теорії антен оптичного типу (дзеркал, лінз) є можливість роботи в широкій смузі, яка обмежується лише опромінювальних пристроєм. Відомі дзеркальні антени, які при нерухомому формуючому дзеркалі дозволяють електрично переміщати промінь у просторі [9]. Найпростішою поверхнею при формуванні променів від дзеркальної поверхні, порушуємо N облучателями є поверхню сфери рис. 2.

Рис. 1. Залежність AF від кута сканування в при різних геометричних параметрах ФАР.

Діапазонні властивості випромінюючої частини ФАР і її внутрішньої області (розподільна, согласующая і фазує системи) можуть вибиратися розробником, але зовнішня інтерференційна область, де складаються поля окремих випромінювачів, не підкоряється волі конструктора і діапазонні властивості цієї області некеровані. Саме частотна залежність інтерференції у зовнішній області є визначальною причиною звуження робочої смуги гостронаправлених ФАР. При цьому основним кількісним співвідношенням діапазонних властивостей плоских ФАР орієнтовно може служити формула: миттєва робоча смуга (у відсотках) приблизно дорівнює ширині променя (в градусах). Однією з можливостей збільшити миттєву робочу смугу частот є розміщення випромінювачів на опуклих криволінійних поверхнях (сферичної, циліндричної, конічної і т. д.).

У доповіді наводяться залежності параметрів таких ФАР (КНД, AF) від розмірів решітки, що дозволяють їх використовувати при проектуванні.

III. Висновок

Розглянуто критерії оцінки широкосмугове ™ скануючих хвилеводних ФАР, що дозволяють порівняти різні їх схеми побудови за широкосмугове ™ і діапазонів ™.

Наведено конкретні значення робочої смуги частот хвилеводних ФАР для різних сіток розташування випромінювачів в решітці і поперечного перерізу хвилеводів.

IV. Список літератури

[1] Воскресенський Д. І. Проблеми теорії і техніки антен. -Антени, вип. 1 (40), 1998, с. 3-8.

[2] Воскресенський Д. І., Кременецький С. Д., Гоїн А. Ю. Автоматизоване проектування антен і пристроїв НВЧ. Уч. посібник для вузів. М.: Радіо і зв’язок, 1988.

CRITERIA FOR BROADBANDNESS ESTIMATION IN SCANNING WAVEGUIDE ANTENNA ARRAYS

Bukharev Y. V., Kotov Y. V.

Moscow State Aviation Institute (Technical University) MAI, 4, Volokolamskoe shosse,

Moscow – 125871, Russia phone: (095) 1584740 e-mail: buharev_yurii@mail.ru

Abstract – The broadbandness estimation of scanning waveguide antenna arrays under the criteria of given relative operation frequency bandwidth, frequency band and engagement factor is presented. Dependencies of maximum operation frequency bandwidth on arrangement geometry of radiators with complex cross-section are obtained for single waveguide and single beamwidth mode of antenna operation. Design equations for the estimation of operation frequency bandwidth are presented for chosen radiator sizes and geometry of phased antenna array (array spacing, angle of radiator arrangement in the oblique coordinates).

I.  Introduction

The design of broad-band phase antenna arrays (PAR) with electrical scanning is one of the challenges faced in modern antenna engineering.

II.  Main part

The broadbandness for communication systems is estimated by the criterion of the given overlapping coefficient Kf (ratio of maximum and minimum working frequencies) and for radar systems by the criterion of desired relative frequency band AF (ratio of maximum and minimum frequency difference to their sum). To compute AF, it is more convenient to use the relation (1), where A0 is the average wavelength in free space within frequency band and a is the oblique angle grid having radiators in its nodes. The terms Tx=sin0CK ■cos0CK, and Ty=sineCK ■sin0CK, 6CK, (pCK are the maximum angles of the scanning sector in angular and azimuthal planes. AF is the operation frequency band [%]. And the terms n = -1, (0), 1; m = -1, (0), 7; (0) show that the case where m = 0 і n = 0 (I.e., the main beam of antenna array) is not studied.

Solutions of inequity (1) for different angles a and for the antenna array geometry described with a, Dx, Dy, is shown graphically in Fig. 1. One could see that for density packing of waveguide cruciform radiators with two polarizations operation frequency band within steering sector 0ck > 90° Is limited by the angles of first diffraction maximum appearance.

Formula (1) defines the geometrical characteristics of the phased antenna array (a, Dx,Dy) And the overall dimensions of the radiating waveguide for given AF and scanning sector вск To increase the instantaneous operation frequency band, it is possible to arrange radiators on the convex curvilinear surface (spherical, cylindrical, conical etc.). The main parameters of these phased antenna arrays (directive gain and AF) as a function of antenna array geometry are also reported in the paper.

III.  Conclusion

In conclusion, criteria for the broadbandness estimation of the scanning waveguide phased antenna arrays are considered in the paper. These criteria allow the comparison of different antenna configurations designs by broadbandness and band- ness. The concrete values of operation frequency band for waveguide phased antenna array are indicated for different grid distributions in array and different waveguide cross-sections.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»