不规则分布辐射系统周期性漏波天线的相位失真校正

Д.Ю. Крюков, А.В. Останков
{"title":"不规则分布辐射系统周期性漏波天线的相位失真校正","authors":"Д.Ю. Крюков, А.В. Останков","doi":"10.36622/1729-6501.2024.20.1.010","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"периодические антенны вытекающей волны обладают простой низкопрофильной конструкцией, значительным коэффициентом полезного действия и способностью формировать в пространстве узкий луч диаграммы направленности, что определяет высокую привлекательность и перспективность их использования в беспроводных сетях мобильной связи. Однако на практике не всегда удаётся обеспечить требуемое амплитудно-фазовое распределение поля в плоскости излучающего раскрыва антенн такого типа. В частности, квазилинейный характер фазового распределения приводит к увеличению максимального уровня боковых лепестков и деформации диаграммы направленности. В режиме наклонного излучения рассмотрена антенна вытекающей волны, представляющая собой открытую излучающую линию передачи и содержащая планарный диэлектрический волновод с нерегулярным профилем, экранированный металлической резонансной решёткой гребенчатого типа. Проведена оценка степени искажений фазового распределения в раскрыве антенны после оптимизации величины зазора между диэлектрическим волноводом и решёткой. Разработана и апробирована относительно простая методика уменьшения фазовых искажений в периодической антенне вытекающей волны за счёт вариации шага размещения неоднородностей в гребенчатой решётке. Установлено, что коррекция фазового распределения в соответствии с разработанной методикой позволяет снизить максимальный уровень боковых лепестков, исправить асимметрию диаграммы направленности, а также уменьшить вызванное искажениями отклонение максимума диаграммы направленности от исходного направления излучения. Приведены ключевые соотношения, положенные в основу разработанной методики\n periodic leaky-wave antennas have a simple low-profile design, a significant efficiency and the ability to form a narrow beam of a radiation pattern in space, which makes them highly attractive and promising for use in wireless mobile communication networks. However, in practice it is not always possible to ensure the required amplitude-phase distribution of the field in the plane of the radiating aperture of antennas of this type. In the oblique radiation mode, we consider a leaky-wave antenna, which is an open radiating transmission line and contains a planar dielectric waveguide with an uneven profile, shielded by a comb-type metal resonant grating. An assessment was made of the degree of distortion of the phase distribution in the antenna aperture after optimizing the size of the gap between the dielectric waveguide and the grating. A relatively simple technique has been developed and tested for reducing phase distortions in a periodic leaky-wave antenna by varying the spacing of inhomogeneities in a comb array. It has been established that correction of the phase distribution in accordance with the developed technique makes it possible to reduce the maximum level of side lobes, correct the asymmetry of the radiation pattern, and also reduce the deviation of the maximum of the radiation pattern from the original radiation direction caused by distortions. The basic mathematical formulas underlying the developed methodology are given","PeriodicalId":515253,"journal":{"name":"ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА","volume":"189 ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"CORRECTION OF PHASE DISTORTIONS IN A PERIODIC LEAKY-WAVE ANTENNA WITH AN IRREGULAR DISTRIBUTION-RADIATING SYSTEM\",\"authors\":\"Д.Ю. Крюков, А.В. Останков\",\"doi\":\"10.36622/1729-6501.2024.20.1.010\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"периодические антенны вытекающей волны обладают простой низкопрофильной конструкцией, значительным коэффициентом полезного действия и способностью формировать в пространстве узкий луч диаграммы направленности, что определяет высокую привлекательность и перспективность их использования в беспроводных сетях мобильной связи. Однако на практике не всегда удаётся обеспечить требуемое амплитудно-фазовое распределение поля в плоскости излучающего раскрыва антенн такого типа. В частности, квазилинейный характер фазового распределения приводит к увеличению максимального уровня боковых лепестков и деформации диаграммы направленности. В режиме наклонного излучения рассмотрена антенна вытекающей волны, представляющая собой открытую излучающую линию передачи и содержащая планарный диэлектрический волновод с нерегулярным профилем, экранированный металлической резонансной решёткой гребенчатого типа. Проведена оценка степени искажений фазового распределения в раскрыве антенны после оптимизации величины зазора между диэлектрическим волноводом и решёткой. Разработана и апробирована относительно простая методика уменьшения фазовых искажений в периодической антенне вытекающей волны за счёт вариации шага размещения неоднородностей в гребенчатой решётке. Установлено, что коррекция фазового распределения в соответствии с разработанной методикой позволяет снизить максимальный уровень боковых лепестков, исправить асимметрию диаграммы направленности, а также уменьшить вызванное искажениями отклонение максимума диаграммы направленности от исходного направления излучения. Приведены ключевые соотношения, положенные в основу разработанной методики\\n periodic leaky-wave antennas have a simple low-profile design, a significant efficiency and the ability to form a narrow beam of a radiation pattern in space, which makes them highly attractive and promising for use in wireless mobile communication networks. However, in practice it is not always possible to ensure the required amplitude-phase distribution of the field in the plane of the radiating aperture of antennas of this type. In the oblique radiation mode, we consider a leaky-wave antenna, which is an open radiating transmission line and contains a planar dielectric waveguide with an uneven profile, shielded by a comb-type metal resonant grating. An assessment was made of the degree of distortion of the phase distribution in the antenna aperture after optimizing the size of the gap between the dielectric waveguide and the grating. A relatively simple technique has been developed and tested for reducing phase distortions in a periodic leaky-wave antenna by varying the spacing of inhomogeneities in a comb array. It has been established that correction of the phase distribution in accordance with the developed technique makes it possible to reduce the maximum level of side lobes, correct the asymmetry of the radiation pattern, and also reduce the deviation of the maximum of the radiation pattern from the original radiation direction caused by distortions. The basic mathematical formulas underlying the developed methodology are given\",\"PeriodicalId\":515253,\"journal\":{\"name\":\"ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА\",\"volume\":\"189 \",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2024-04-01\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.36622/1729-6501.2024.20.1.010\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.36622/1729-6501.2024.20.1.010","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

周期性漏波天线设计简单、外形小巧、效率高,并能在空间形成窄波束模式,这决定了其在无线移动通信网络中具有很高的吸引力和应用前景。然而,在实际应用中,并不总能在这类天线的辐射口平面上提供所需的场振幅和相位分布。特别是,相位分布的准线性性质会导致侧叶最大值的增加和辐射模式的变形。在斜辐射模式下,我们考虑了一种漏波天线,它是一种开放式辐射传输线,包含一个具有不规则外形的平面介质波导,由梳状金属谐振光栅屏蔽。在对介质波导和光栅之间的间隙进行优化后,对天线开口处相位分布的畸变程度进行了评估。我们开发并测试了一种相对简单的技术,通过改变梳状光栅中的不均匀度步长来减少周期性漏波天线的相位失真。研究发现,根据所开发的技术对相位分布进行校正,可以降低边叶的最大水平,纠正辐射图案的不对称,以及减少由畸变引起的辐射图案最大值与原始辐射方向的偏差。周期性漏波天线设计简单、外形小巧、效率高,并能在空间形成窄波束辐射模式,因此在无线移动通信网络中极具吸引力和应用前景。然而,在实际应用中,并不总能确保这类天线的辐射孔平面上的场的幅相分布符合要求。在斜辐射模式下,我们考虑了一种漏波天线,它是一种开放式辐射传输线,包含一个具有不均匀轮廓的平面介质波导,由梳状金属谐振光栅屏蔽。在对介质波导和光栅之间的间隙大小进行优化后,对天线孔径内相位分布的畸变程度进行了评估。我们开发并测试了一种相对简单的技术,通过改变梳状阵列中不均匀体的间距来减少周期性漏波天线的相位失真。根据所开发的技术对相位分布进行校正,可以减少边叶的最大值,纠正辐射图案的不对称,并减少因畸变造成的辐射图案最大值与原始辐射方向的偏差。以下是所开发方法的基本数学公式
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
CORRECTION OF PHASE DISTORTIONS IN A PERIODIC LEAKY-WAVE ANTENNA WITH AN IRREGULAR DISTRIBUTION-RADIATING SYSTEM
периодические антенны вытекающей волны обладают простой низкопрофильной конструкцией, значительным коэффициентом полезного действия и способностью формировать в пространстве узкий луч диаграммы направленности, что определяет высокую привлекательность и перспективность их использования в беспроводных сетях мобильной связи. Однако на практике не всегда удаётся обеспечить требуемое амплитудно-фазовое распределение поля в плоскости излучающего раскрыва антенн такого типа. В частности, квазилинейный характер фазового распределения приводит к увеличению максимального уровня боковых лепестков и деформации диаграммы направленности. В режиме наклонного излучения рассмотрена антенна вытекающей волны, представляющая собой открытую излучающую линию передачи и содержащая планарный диэлектрический волновод с нерегулярным профилем, экранированный металлической резонансной решёткой гребенчатого типа. Проведена оценка степени искажений фазового распределения в раскрыве антенны после оптимизации величины зазора между диэлектрическим волноводом и решёткой. Разработана и апробирована относительно простая методика уменьшения фазовых искажений в периодической антенне вытекающей волны за счёт вариации шага размещения неоднородностей в гребенчатой решётке. Установлено, что коррекция фазового распределения в соответствии с разработанной методикой позволяет снизить максимальный уровень боковых лепестков, исправить асимметрию диаграммы направленности, а также уменьшить вызванное искажениями отклонение максимума диаграммы направленности от исходного направления излучения. Приведены ключевые соотношения, положенные в основу разработанной методики periodic leaky-wave antennas have a simple low-profile design, a significant efficiency and the ability to form a narrow beam of a radiation pattern in space, which makes them highly attractive and promising for use in wireless mobile communication networks. However, in practice it is not always possible to ensure the required amplitude-phase distribution of the field in the plane of the radiating aperture of antennas of this type. In the oblique radiation mode, we consider a leaky-wave antenna, which is an open radiating transmission line and contains a planar dielectric waveguide with an uneven profile, shielded by a comb-type metal resonant grating. An assessment was made of the degree of distortion of the phase distribution in the antenna aperture after optimizing the size of the gap between the dielectric waveguide and the grating. A relatively simple technique has been developed and tested for reducing phase distortions in a periodic leaky-wave antenna by varying the spacing of inhomogeneities in a comb array. It has been established that correction of the phase distribution in accordance with the developed technique makes it possible to reduce the maximum level of side lobes, correct the asymmetry of the radiation pattern, and also reduce the deviation of the maximum of the radiation pattern from the original radiation direction caused by distortions. The basic mathematical formulas underlying the developed methodology are given
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:604180095
Book学术官方微信