Electromagnetic fields transformation in UWB infinite antenna arrays in the cluster excitation mode

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Infinite ultra-wideband (UWB) arrays of TEM horns and Vivaldi antennas were considered. At the first stage we used an array model in the quasi-periodic excitation mode in the form of a Floquet channel. It was implemented in the HFSS electromagnetic modeling system. At the second stage the array parameters in the cluster excitation mode were determined using the calculated scattering matrix of the Floquet channel. Two clusters of TEM horns and Vivaldi antennas were analyzed. They were finite along one coordinate and infinite along the other. It was investigated how the cluster size, frequency, amplitude distribution of exciting waves, scanning in the sector of angles affect the shape of the amplitude-phase distribution of the field in the array aperture. It was shown that the field distribution in the emitting aperture may differ significantly from the distribution of exciting waves at the inputs of the array elements. An explanation of this effect based on the representation of the field in the array in the form of a superposition of its eigen waves was proposed.

Full Text

Restricted Access

About the authors

S. E. Bankov

Kotelnikov Institute or Radioengineering and Electronics RAS

Email: duplenkova@yandex.ru
Russian Federation, Mokhovaya Str. 11, build. 7, Moscow, 125009

M. D. Duplenkova

Kotelnikov Institute or Radioengineering and Electronics RAS

Author for correspondence.
Email: duplenkova@yandex.ru
Russian Federation, Mokhovaya Str. 11, build. 7, Moscow, 125009

References

  1. Иммореев И.Я. // РЭ. 2009. Т. 54. № 1. С. 5.
  2. Haghpanah M., Kashani Z.G., Param A.K. // 30th Intern. Conf. on Electrical Engineering (ICEE). IEEE. 2022. P. 42.
  3. Panzer B., Gomez-Garcia D., Leuschen C. et al. // J. Glaciology. 2013. V. 59. № 214. P. 244.
  4. Rodriguez-Morales F., Gogineni S., Leuschen C.J. et al. // IEEE Trans. 2013. V. GRS-52. № 5. P. 2824.
  5. Patel A., Paden J., Leuschen C. et al. // IEEE Trans. 2014. V. GRS-53. № 5. P. 2547.
  6. Liu H., Yang Z., Yue Y. et al. // NDT & E International. 2023. V. 133. Article No. 102726.
  7. Yarovoy A.G., Ligthart L.P. // Proc. Int. Symp. on Antennas for Radar Earth Observation. Delft. 8–9 Jun. 2000. Delft: Univ. of Technology.
  8. McGrath D.T., Baum C.E. // IEEE Trans. 1999. V. AP-47. № 3. P. 469.
  9. Elmansouri M.A., Ha J., Filipovic D.S. // IEEE Trans. 2017. V. AP-65. № 3. P. 1374.
  10. Elmansouri M.A., Filipovic D.S. // IET Microw. Antennas Propag. 2017. V. 11. № 15. P. 2134.
  11. Калошин В.А., Ле Н.Т., Фролова Е.В. // Журн. радиоэлектроники. 2020. № 4.http://jre.cplire.ru/jre/apr20/2/text.pdf
  12. Fedorov V.M., Efanov M.V., Ostashev V.Y. et al. // Electronics. 2021. V.10. № 9. Article No. 1011.https://doi.org/10.3390/electronics10091011
  13. Банков С.Е., Дупленкова М.Д. // РЭ. 2018. Т. 63. № 1. С. 25.
  14. Банков С.Е., Калошин В.А., Нгуен К.З. // РЭ. 2018. Т. 63. № 7. С. 702.
  15. Банков С.Е., Калошин В.А., Ле Н.Т. // РЭ. 2018. Т. 63. № 12. С. 1263.
  16. Амитей Н., Галиндо В., Ву Ч. Теория и анализ фазированных антенных решеток. М.: Мир, 1974.
  17. Банков С.Е., Курушин А.А., Гутцайт Э.М. Решение оптических и СВЧ задач с помощью HFSS. М.: Оркада, 2012.
  18. Каценеленбаум Б.З. Теория нерегулярных волноводов с медленно меняющимися параметрами. М.: Изд-во АН СССР, 1961.
  19. Банков С.Е., Скородумова Е.А. // РЭ. 2015. Т. 60. № 5. С. 470.
  20. Банков С.Е., Дупленкова М.Д. // РЭ. 2015. Т. 60. № 6. С. 618.
  21. Грачёв Г.Г., Калошин В.А. // Журн. радиоэлектроники. 2020. № 1.http://jre.cplire.ru/jre/jan20/6/text.pdf.
  22. Bankov S.E., Duplenkova M.D. // IEEE8th All-Russian Microwave Conf. (RMC). Moscow, Russian Federation. 2022. P. 178.https://doi.org/10.1109/RMC55984.2022.10079619
  23. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1977.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The Floquet cell has a general appearance as a microwave multipole: 1 is the port corresponding to the transmission line; 2, 3 are the ports corresponding to the waves of the Floquet waveguide.

Download (29KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Floquet channel for the speaker grid, GU is the boundary condition.

Download (116KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Two variants of a cluster, infinite in one coordinate and finite in the other.

Download (59KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Tension of the pole of the cluster ten-ruporov on Part 2 GGC: Lucha deviation 0 (1), 15 (2), 30 (3) and 45 degrees (4), scanning in H- (A) and e-planes (B).

Download (120KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Field strength for a cluster of speakers at a frequency of 5 GHz: beam deflection 0 (1), 15 (2), 30 (3) and 45 degrees (4), scanning in the H- (a) and E-planes (b).

Download (129KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Tension of the fields of the cluster ten-ruporov on Part 8 GGC: Lucha deviation 0 (1), 15 (2), 30 (3) and 45 degrees (4), scanning in H- (A) and e-planes (B).

Download (130KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Tightness of the field of the cluster Tem-ruporov with cosinusoidal crimp amplitude repeater of Part 5 GGC: Lucha deviation 0 (1), 15 (2), 30 (3) and 45 degrees (4), scanning in H- (A) and e-planes (B).

Download (118KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. The Floquet channel for the Vivaldi antenna array, GU is the boundary condition.

Download (108KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Tension of the pole of the cluster antenna Vivaldi of Part 2 GGC: Lucha deviation 0 (1), 15 (2), 30 (3) and 45 degrees (4), scanning in H- (A) and e-planes (B).

Download (114KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Tension of the pole of the cluster antenna Vivaldi of Part 5 GGC: Lucha deviation 0 (1), 15 (2), 30 (3) and 45 degrees (4), scanning in H- (A) and e-planes (B).

Download (119KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. Tension of the pole of the cluster antenna Vivaldi of Part 8 GGC: Lucha deviation 0 (1), 15 (2), 30 (3) and 45 degrees (4), scanning in H- (A) and e-planes (B).

Download (134KB)
Indexing metadata
13. Fig. 12. Dependence of the real (1, 3) and imaginary (2, 4) parts of the scattering parameter S31 of the Floquet cell for the Vivaldi antenna array on the scanning angle at a frequency of 8 GHz at L = 180 (solid curves) and L = 90 (dashed).

Download (73KB)
Indexing metadata
14. Fig. 13. Tension of the pole in Part 8 GGC: Lucha deviation 0 (1), 15 (2), 30 (3) and 45 degrees (4), scanning in H- (A) and e-planes (B).

Download (113KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».