No abstract

КОМПАКТНЫЕ ВРАЩАТЕЛИ ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ НА ОСНОВЕ ДИАФРАГМ С ПРЯМОУГОЛЬНЫМИ ЩЕЛЯМИКомпактность конструктивных элементов антенно-фидерных трактов является обязательным требованием, предъявляемым при разработке современных радиолокационных комплексов гражданского или военного назначения. В работе исследованы пре-дельные характеристики перспективных компактных вращателей плоскости поляризации электромагнитных волн, выполненных на основе структур, обладающих диэдральной симметрией. Диэдрально симметричные структуры образованы резонансными диа-фрагмами с прямоугольными щелями. Многопараметрическая оптимизация использована для достижения предельных характерис-тик устройств в различных частотных диапазонах. Определена область их применимости. Предложены конструкции, позволяющие вращать плоскость поляризации на углы 90 и 45, при приемлемых значениях коэффициентов отражения в заданной полосе частот. Эти конструкции расширяют элементную базу приемо-передающей аппаратуры, предназначенную для обеспечения заданного фазового разделения радиосигналов, их фазовой коррекции или поляризационной компенсации. Ил. 6. Табл. 1. Библиогр.: 9 назв.Ключевые слова: поляризатор, волновод, диафрагма, оптимизация.Выбор поляризации электромагнитных волн в приемо-передающей аппаратуре связи и радиолокации зависит от конкретной решаемой задачи, поскольку каждый тип поляризации обла-дает определенными достоинствами и недостатка-ми. Задачи реализации заданной поляризации радиосигналов успешно решают вращатели плос-кости поляризации. Кроме того, они могут обеспе-чивать требуемое фазовое разделение радио-сигналов, их фазовую коррекцию или поляризаци-онную компенсацию, а также преобразование типа поляризации [1][2]. При этом общим требованием, предъявляемым к элементам радиосистем, является обеспечение требуемых выходных характеристик при максимальной компактности самих устройств.Одним из удачных примеров реализации поляризатора волноводного типа является диэд-ральная ячейка, предложенная и исследованная в работах [3][4][5]. Конструкция диэдральной ячейки представлена на рис. 1. Простейшая ячейка пред-ставляет собой пару диафрагм (Iris0 и Iris1) с прямоугольными щелями, установленную в вол-новоде квадратного сечения. Каждая диафрагма обладает собственной вращательной симметрией, причем по отношению друг к другу диафрагмы являются комплементарными, то есть вторая по-лучается путем зеркального отражения первой и поворота ее на 90. В работе [5] была показана принципиальная возможность вращения плос-кости поляризации на 90 подобной ячейкой, выполненной на двухщелевых диафрагмах. При этом приемлемый коэффициент отражения обес-печивался в полосе частот шириной 7 %. Прин-ципиальная возможность вращения плоскости поляризации на произвольный угол ячейкой, вы-полненной на четырехщелевых диафрагмах (рис. 1), была показана в работах [3,4]. Вместе с тем, задача получения такими ячейками предельных характеристик требует до-полнительного исследования. Решению этой за-дачи посвящена данная работа. Поскольку само устройство характеризуется большим количеством ...

An open-ended waveguide (WG) as a front-end radiating component is a wide-spread element of many antenna systems. Though the problem of its radiation pattern calculation is an old one however some aspects are not completely developed, especially if such an element is supposed to be used as a key-element of a design system. The methods used for calculation should satisfy several requirements. First, they should provide sufficient accuracy not only for radiation pattern of the dominant and several higher modes but for opened WG S-matrix as well. Second, methods should be effective from the numerical realization point of view. Therefore it is useful to compare different approaches to the exact solution and create the database for surrogate model, and to reveal the area of application of possible heuristic approaches both for directional pattern calculation and S-matrix calculation.---4 Figure 1. Geometry of the problemOne of the most popular method for calculation of radiation characteristics is the Kirchhoff-Huygens approximation. However this method has some restrictions because it does not take into account the wave reflection from the aperture. Kirchhoff-Huygens method works poorly in the cases of non-directed radiation [l] and, as it was mentioned [2], gives sufficient errors for cross-polar patterns calculations. The exact model for open-ended waveguide was obtained by factorization method [l] and produces more accurate fields at the aperture, and, therefore, more accurate calculation of the radiation characteristics. However the exact method is very time consuming. The expressions in closed form contain integrals which can be taken analytically only for cases if McMagon's expansions for the module of Hankel functions, which are the part of the integrals, can be used. This circumstance essentially affects the efficiency of numerical algorithm. Approximation formulas that dramatically reduce the calculation time of radiation patterns in the case of H I , , E,, orHol wave incidence are given in [3]. However, approximation of the integrals themselves is more efficient way. A surrogate model database depending on two variables can be prepared for given ranges of parameter varying. This makes it possible to create an effective numerical solutions for both S-matrix and radiation pattern calculation based on such approximations.Thus it is interesting to verify the field of application of Kirchhoff-Huygens method and develop a surrogate model for intensive calculations.The results obtained by Kirchhoff-Huygens method and exact model have been compared for open-ended waveguide and conical horn (Fig. 1). The conical horn was simulated by step approximation with using modematching method [4].The results were obtained for different ku , where k is the wave number, a denotes the aperture radius. The dimension of input aperture of the horn was chosen so as the only one mode can propagate in it. The Fig. 2 shows 0-7803-84 1 1-3/04/$20.0002004 IEEE 620

No abstract

No abstract