Косак Роман Эдуардович – магистр по направлению "Радиотехника" (2022, Институт радиотехнических систем и управления Южного федерального университета (Таганрог), аспирант, заведующий лабораторией кафедры антенн и радиопередающих устройств Института радиотехнических систем и управления. Автор 17 научных работ. Сфера научных интересов – антенны Вивальди; антенные решетки и фазированные антенные решетки; печатные излучатели.
пер. Некрасовский, д. 44, Таганрог, 347922
Roman E. Kosak, Master's degree in Radio Engineering (2022, Institute of Radio Engineering Systems and Control of Southern Federal University (Taganrog), Postgraduate student, Head of the laboratory of the Department of Antennas and Radiotransmitting Devices of Institute of Radio Engineering Systems and Control. The author of 17 scientific publications. Area of expertise: Vivaldi antennas; array antennas and phased array antennas; printed radiators.
44, lane Nekrasovsky, Taganrog 347922,
Геворкян Армен Валерьевич – кандидат технических наук (2017), доцент кафедры антенн и радиопередающих устройств Института радиотехнических систем и управления. Автор более 60 научных работ. Сфера научных интересов – антенны; СВЧ-устройства; антенные решетки; импедансные структуры.
пер. Некрасовский, д. 44, Таганрог, 347922,
Armen V. Gevorkyan, Cand. Sci. (Eng.) (2017), Associate Professor of the Department of Antennas and Radiotransmitting Devices of Institute of Radio Engineering Systems and Control. The author of more than 60 scientific publications. Area of expertise: antennas; microwave devices; antenna bars; impedance structures.
44, lane Nekrasovsky, Taganrog 347922,
Введение. В настоящее время наблюдается тенденция к миниатюризации печатных излучателей фазированных антенных решеток. При этом довольно часто от таких излучателей требуется работа в сверхширокой полосе (СШП) частот, возможность широкоугольного сканирования, а также работа на двух поляризациях. Для улучшения качества характеристик печатных излучателей иногда используются согласующие вставки определенного размера и формы.Цель работы. Увеличение значения коэффициента перекрытия излучателя с сохранением СШП, широкоугольности сканирования в секторе углов ±60º, ограниченного рассогласованием, и электрической компактности с высотой, значение которой не превышает λ на верхней рабочей частоте, благодаря использованию различных согласующих металлических вставок.Материалы и методы. Электродинамическое моделирование излучателя выполнено в составе бесконечной антенной решетки в системе автоматизированного проектирования Ansys HFSS.Результаты. Использование металлических прямоугольных вставок размером 25.5×145.0 мм на краях излучателя позволяет расширить его рабочую полосу частот, а использование дополнительной вставки в расширяющейся щели позволяет улучшить его согласование (излучатель с комбинированными вставками). Рабочая полоса частот исходного излучателя по уровню коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН) ≤ 3 располагается в диапазоне от 257.6 до 732.5 МГц, чему соответствует коэффициент перекрытия 2.844. Рабо-чая полоса частот излучателя с комбинированными вставками по тому же уровню КСВН располагается в диапазоне от 164.9 до 677.5 МГц, чему соответствует коэффициент перекрытия 4.109. Электрический размер предложенного излучателя на верхней рабочей частоте 677.5 МГц составляет 0.339λ × 0.339λ × 0.678λ, а на нижней 164.9 МГц 0.083λ × 0.083λ × 0.165 λ.Заключение. Благодаря использованию комбинированных вставок удалось увеличить значение коэффициента перекрытия излучателя с сохранением СШП, широкоугольности сканирования в секторе углов ±60º и электрической компактности. Предложенный излучатель может использоваться в составе фазированных антенных решеток для систем радиосвязи, радиолокации и радионавигации.
Introduction. In recent years, there has been a growing trend toward the miniaturization of printed radiators for phased arrays. At the same time, such radiators are frequently required to operate over an ultra wide bandwidth, support wide angle scanning, and enable dual polarization. To enhance the performance of printed radiators, matcing inserts with specific geometries and dimensions can be used.
Aim. To increase the overlap ratio of a printed radiator while maintaining its ultra wideband performance and wide-angle scanning within an angular sector of ±60º, limited by the mismatch, and ensuring electrical compactness with a height not exceeding λ at the upper operating frequency through the use of various matching metal inserts.Materials and methods. Electrodynamic simulation of the radiator was performed as part of an infinite antenna array using the Ansys HFSS computer aided design software.Results. The use of metal rectangular inserts measuring 25.5 × 145.0 mm at the edges of the radiator allowed its operating frequency band to be extended, while the use of an additional insert in the aperture allowed its matching (radiator with combined inserts) to be improved. The operating frequency band of the original radiator, at a voltage standing wave ratio (VSWR) of ≤ 3, extends from 257.6 to 732.5 MHz, corresponding to an overlap ratio of 2.844. For the radiator with combined inserts, the operating band at the same VSWR level ranges from 164.9 to 677.5 MHz, yielding an overlap ratio of 4.109. The electrical dimensions of the proposed radiator are 0.339λ × 0.339λ × 0.678λ at the upper operating frequency of 677.5 MHz, and 0.083λ × 0.083λ × 0.165λ at the lower frequency of 164.9 MHz.Conclusion. The application of combined inserts in the radiator allows its overlap ratio to be increased at the same time as maintaining its ultra wideband performance, wide-angle scanning in the sector of angles up to ±60°, and compact dimensions. The proposed radiator can be used in phased arrays for radio communication, radar and radio navigation systems.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.