Іванов С. А., Сестрорецький Б. В., Дрізо М. А. НВО ім. С. А. Лавочкіна Росія, 141400, Химки-2, Московська обл., Ленінградська вул. 24 Тел.: (095) 575-50-69; e-mail: TAMIC@mail.ru


Анотація Розглянуто методику розробки поляризатора, що включає в себе як необхідний конструктивний елемент вигин хвилеводу. Показано, що вигин хвилеводу може розглядатися і проектуватися як поляризатор.

I. Вступ

Для зменшення габаритних розмірів офсетних антен кругової поляризації, що розміщуються на сучасних супутниках, в їх конструкцію іноді вво-

Рис. 6. Загальний вид випромінювача Fig. 6. External view of radiator

Експериментальні дослідження випромінювача проводилися в діапазоні 6 18 ГГц на аналізаторі ланцюгів фірми Hewlett-Packard. Отримані характеристики наведені на рис.7.

Графіки зв’язку між портами мостового пристрою представлені на рис.5.

Рис. 5. Зв’язок між портами мостового пристрої

Fig. 5. Coupling between ports of the bridge device

Відгалужувач забезпечує зв’язок на рівні -3 дБ з пульсаціями не більше 0.3 дБ.

Для проведення вимірювань випромінювач був закріплений на латунному підставі розміром 50 * 50 * 4 мм. У центрі підстави зроблено отвір для кріплення роз’єму SMA (приладова розетка). Плата кріпиться пайкою її зворотного боку, де розташований заземлений електрод микрополосковой лінії, з основою, і з’єднується з тильного стороною роз’єму SMA за допомогою срібної амальгами. Для жорстко

Freq.,GHz

Рис. 7. Експериментальна характеристика КСХН

Fig. 1. Experimental VSWR characteristic

II. Висновок

Використання випромінювача двостороннього типу при порушенні його за допомогою двухпроводной лінії дозволяє реалізувати високий рівень узгодження (КСХ <1.92) за винятком двох частотних точок (7.6 ГГц і 14.5 ГГц). Підвищення рівня КСВ в порівнянні з розрахунковим, мабуть, пояснюється тим, що використаний в конструкції роз’єм SMA призначений для мікрополоскових конструкцій з товщиною підкладки 1 мм, у той час як у випромінювачі використана підкладка з товщиною 0.25 мм. Імпедансні характеристики одиночного випромінювача якісно співпали з розрахунковими характеристиками.

[1] J. Shin, D. Н. Schaubert, “A Parameter Study of Stripline-Fed Vivaldi Notch-Antenna Arrays” IEEE Trans, on Antennas and Propagation, vol. 47, No. 5, May 1999, pp. 879-886.

[1]   Tan-Huat Chio, D.H. Schaubert, “Parameter Study and Design of Wide-Band Widescan Dual-Polarized Tapered Slot Antenna Arrays” IEEE Trans, on Antennas and Propagation, vol. 48, No. 6, June 2000, pp. 879-886.

[2]  Henrik Holter, Tan-Huat, and Daniel H. Schaubert, “Elimination of Impedance Anomalies in Singleand Dual-Polarized Endfire Tapered Solt Phased Arrays” IEEE Trans. On Antennas and Propagation, vol. 48,

No 1, January 2000, pp.122-124.

[3] А. А. Головков, Е. Ю. Голубєва, Д. А. Калінікос,

М. І. Сугак. Випромінювач Вівальді з модифікованою системою живлення для радіотелескопу РАТАН-600. Тези доповідей 57-й науковотехнічної конференції, присвяченій Дню Радіо. Санкт-Петербург, Квітень 2002.

RADIATOR FOR THE (6-18) GHz RADIOTELESCOPE

Golovkov A. A., Kalinikos D. A., Kiselev B. A., Golubeva E. Yu., Sugak М. I. Electrotechnical university (LETI)

St.-Petersburg 197376, Russia phone: (812) 346-45-16 e-mail: Iab16@vilan.spb.ru Bogod V. M.

The Special Astrophysical Observatory ofRAS St.-Petersburg -195251,Russia phone/fax:(812)-123-42-00; e-mail: vbog@gao.spb.ru

Abstract The results of design and experimental study are presented for ultrawideband Vivaldi radiators, operating in (6-18) GHz band and having the geometry providing high level of matching, stability of far field patterns and convenience for practical realization of the excitation circuit. To realize signal reception with both clockwise and counterclockwise circular polarizations, the bridge device is developed, based on the coupled lines.

I.  Introduction

In many applications (radio astronomy, ground penetrating radar, etc.) the antennas are needed having extremely wide frequency bandwidth. One of the most effective radiating elements for such antenna constructions is the printed Vivaldi type [1, 2] radiator. At the same time classic Vivaldi radiator has the feeding system incorporating the microstrip line slot junction containing resonant components restricting the operational frequency band. In the paper an attempt is made to modify the geometry of radiator and the shape of radiating aperture providing good level of matching and stable far field characteristics within given frequency band.

II.  Main part

For convenience of practical realization of radiator excitation system by a coaxial feeder, a bilateral type of Vivaldi radiator was chosen, where the radiator’s conductors are located on both sides of dielectric [3, 4]. The synthesis of the antenna aperture having modified shape was made by method of finite elements and by method of moments in spectral domain (fig. 1).

Simulated and measured results show good frequency characteristics and stability of phase center and low losses. Aperture of antenna (exponential transformer) provides operating frequency range (6-18) GHz with good matching. The relative permittivity of a substrate in all cases was 3, thickness 0.25 mm (ROGERS).

Essential advantage of such construction is the possibility of direct antenna excitation by the strip twin-wire balun transformer, which is printed together with exponential transformer on the same substrate. The radiator topology is shown in fig. 2.

Calculated dependence of voltage standing-wave ratio (VSWR) is shown in fig. 3. For reception of a signal with circular left-hand and right-hand circular polarizations two orthogonal radiators are combined in single antenna system by a quadrature bridge device (fig. 4). The connections between ports of the bridge device are illustrated in fig.5.

The general view of experimental model is shown in fig. 6.

The results of experimental measurements the radiator’s VSWR within frequency range (6-18) GHz, made with HP analyzer, are given in fig. 7.

III.  Conclusion

The use of the bilateral type radiator under excitation by two-wire line results in high level of the matching (VSWR <

1.       92) except for two frequencies 7.6 GHz and 14.5 GHz. The increased VSWR experimental level compared with calculated one is apparently explained by the difference in substrate thickness, used in experimental model (0.25mm) and that recommended for microstrip constructions used with SMA socket (1mm). Impedance characteristics of single radiator qualitatively coincided with calculated ones.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2003р.