具有横向辐射的介质漏波天线

А.В. Останков, Д.Ю. Крюков
{"title":"具有横向辐射的介质漏波天线","authors":"А.В. Останков, Д.Ю. Крюков","doi":"10.36622/1729-6501.2024.20.2.013","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"антенны вытекающей волны получили широкое распространение, благодаря относительно простой конструкции, малым поперечным размерам, высокому коэффициенту полезного действия. Диэлектрические периодические антенны вытекающей волны, преобразующие замедленную поверхностную волну диэлектрического волновода в пространственную излучаемую волну с помощью периодической решётки, при одностороннем возбуждении используются в режиме наклонного излучения. Вместе с тем в ряде случаев предпочтителен режим поперечного излучения. Однако реализация такого режима сопряжена с катастрофическим ухудшением излучательной способности из-за брэгговской дифракции. В работе рассмотрены способы устранения эффекта нормали. Применительно к антенне с излучающим раскрывом в виде планарного диэлектрического волновода, нагруженного периодической гребёнчатой решёткой, реализован способ введения на периоде дополнительной канавки на удалении четверти длины волны от основной канавки. Установлено, что при появлении на периоде дополнительной канавки, эквивалентной по размерам основной канавке, приращение излучательной способности антенны не столь существенно. Предложены два варианта увеличения коэффициента полезного действия антенны с модифицированным раскрывом за счёт оптимизации положения дополнительной канавки относительно основной или подбора глубины дополнительной канавки. Установлено, что приращение излучательной способности и эффективности излучения антенны вытекающей волны при оптимизации глубины дополнительных канавок выше, чем в случае подбора расстояния между дополнительными и основными канавками. Результаты получены на основе электродинамического моделирования, реализованного на основе авторской проекционной модели, получившей широкое признание\n leaky-wave antennas have become widespread due to their relatively simple designs small transverse dimensions and high efficiency. Dielectric periodic leaky-wave antennas which convert the slow surface wave of a dielectric waveguide into a spatial radiated wave using a periodic grating are used in oblique radiation mode when excited on one side. However, in some cases the transverse radiation mode is preferable. However, the implementation of such a regime is associated with a catastrophic deterioration in emissivity due to Bragg diffraction. The paper discusses ways to eliminate the normal effect. In relation to an antenna with a radiating aperture in the form of a planar dielectric waveguide loaded with a periodic comb grating, a method has been implemented for introducing an additional groove on a period at a distance of a quarter of the wavelength from the main groove. It has been established that when an additional groove appears during the period, equivalent in size to the main groove, the increase in the emissivity of the antenna is not so significant. Two options have been proposed for increasing the efficiency of an antenna with a modified aperture by optimizing the position of the additional groove relative to the main one or selecting the depth of the additional groove. It has been established that the increment in emissivity and radiation efficiency of the leaky-wave antenna when optimizing the depth of additional grooves is higher than in the case of selecting the distance between the additional and main grooves. The results are obtained on the basis of electrodynamic modeling, implemented on the basis of the author's projection model, which has received wide recognition","PeriodicalId":515253,"journal":{"name":"ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА","volume":" 9","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-07-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"DIELECTRIC LEAKY-WAVE ANTENNA WITH TRANSVERSE RADIATION\",\"authors\":\"А.В. Останков, Д.Ю. Крюков\",\"doi\":\"10.36622/1729-6501.2024.20.2.013\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"антенны вытекающей волны получили широкое распространение, благодаря относительно простой конструкции, малым поперечным размерам, высокому коэффициенту полезного действия. Диэлектрические периодические антенны вытекающей волны, преобразующие замедленную поверхностную волну диэлектрического волновода в пространственную излучаемую волну с помощью периодической решётки, при одностороннем возбуждении используются в режиме наклонного излучения. Вместе с тем в ряде случаев предпочтителен режим поперечного излучения. Однако реализация такого режима сопряжена с катастрофическим ухудшением излучательной способности из-за брэгговской дифракции. В работе рассмотрены способы устранения эффекта нормали. Применительно к антенне с излучающим раскрывом в виде планарного диэлектрического волновода, нагруженного периодической гребёнчатой решёткой, реализован способ введения на периоде дополнительной канавки на удалении четверти длины волны от основной канавки. Установлено, что при появлении на периоде дополнительной канавки, эквивалентной по размерам основной канавке, приращение излучательной способности антенны не столь существенно. Предложены два варианта увеличения коэффициента полезного действия антенны с модифицированным раскрывом за счёт оптимизации положения дополнительной канавки относительно основной или подбора глубины дополнительной канавки. Установлено, что приращение излучательной способности и эффективности излучения антенны вытекающей волны при оптимизации глубины дополнительных канавок выше, чем в случае подбора расстояния между дополнительными и основными канавками. Результаты получены на основе электродинамического моделирования, реализованного на основе авторской проекционной модели, получившей широкое признание\\n leaky-wave antennas have become widespread due to their relatively simple designs small transverse dimensions and high efficiency. Dielectric periodic leaky-wave antennas which convert the slow surface wave of a dielectric waveguide into a spatial radiated wave using a periodic grating are used in oblique radiation mode when excited on one side. However, in some cases the transverse radiation mode is preferable. However, the implementation of such a regime is associated with a catastrophic deterioration in emissivity due to Bragg diffraction. The paper discusses ways to eliminate the normal effect. In relation to an antenna with a radiating aperture in the form of a planar dielectric waveguide loaded with a periodic comb grating, a method has been implemented for introducing an additional groove on a period at a distance of a quarter of the wavelength from the main groove. It has been established that when an additional groove appears during the period, equivalent in size to the main groove, the increase in the emissivity of the antenna is not so significant. Two options have been proposed for increasing the efficiency of an antenna with a modified aperture by optimizing the position of the additional groove relative to the main one or selecting the depth of the additional groove. It has been established that the increment in emissivity and radiation efficiency of the leaky-wave antenna when optimizing the depth of additional grooves is higher than in the case of selecting the distance between the additional and main grooves. The results are obtained on the basis of electrodynamic modeling, implemented on the basis of the author's projection model, which has received wide recognition\",\"PeriodicalId\":515253,\"journal\":{\"name\":\"ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА\",\"volume\":\" 9\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2024-07-05\",\"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/10.36622/1729-6501.2024.20.2.013\",\"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/10.36622/1729-6501.2024.20.2.013","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

漏波天线因其设计相对简单、横向尺寸小和效率高而得到广泛应用。介质周期性漏波天线通过周期性光栅将介质波导的延迟表面波转换为空间辐射波,用于单面激励的斜辐射模式。同时,在某些情况下,横向辐射模式更受欢迎。然而,由于布拉格衍射的原因,这种模式的实现会导致发射率的灾难性下降。在本文中,我们考虑了消除法线效应的方法。在一个装有周期性梳状光栅的平面电介质波导形式的辐射开口天线上,我们采用了一种方法,即在距离主凹槽四分之一波长处的周期上引入一个附加凹槽。研究发现,当附加凹槽的周期大小与主凹槽相当时,天线辐射能力的提高并不明显。通过优化附加凹槽相对于主凹槽的位置或选择附加凹槽的深度,提出了通过修改开口提高天线效率的两种变体。研究发现,优化附加凹槽深度时,漏波天线辐射能力和辐射效率的提高幅度要高于选择附加凹槽与主凹槽之间距离时的提高幅度。这些结果是在作者的投影模型基础上建立的电动力学模型的基础上得出的。漏波天线因其相对简单的设计、较小的横向尺寸和较高的效率而得到广泛认可。介质周期性漏波天线利用周期性光栅将介质波导的慢表面波转换为空间辐射波,在单侧激励时采用斜辐射模式。但在某些情况下,横向辐射模式更为理想。然而,由于布拉格衍射的原因,采用这种模式会导致发射率的灾难性下降。本文讨论了消除正常效应的方法。关于辐射孔径为平面介质波导形式、装有周期性梳状光栅的天线,采用了一种方法,在距离主槽四分之一波长的周期上引入一个附加槽。实验证明,当周期内出现与主凹槽大小相当的附加凹槽时,天线发射率的增加并不明显。通过优化附加凹槽相对于主凹槽的位置或选择附加凹槽的深度,提出了两种提高改进孔径天线效率的方案。结果表明,优化附加凹槽深度时,漏波天线的发射率和辐射效率的提高幅度要高于选择附加凹槽与主凹槽之间距离时的提高幅度。这些结果是在作者的投影模型基础上建立的电动力学模型的基础上得出的,该模型已得到广泛认可
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
DIELECTRIC LEAKY-WAVE ANTENNA WITH TRANSVERSE RADIATION
антенны вытекающей волны получили широкое распространение, благодаря относительно простой конструкции, малым поперечным размерам, высокому коэффициенту полезного действия. Диэлектрические периодические антенны вытекающей волны, преобразующие замедленную поверхностную волну диэлектрического волновода в пространственную излучаемую волну с помощью периодической решётки, при одностороннем возбуждении используются в режиме наклонного излучения. Вместе с тем в ряде случаев предпочтителен режим поперечного излучения. Однако реализация такого режима сопряжена с катастрофическим ухудшением излучательной способности из-за брэгговской дифракции. В работе рассмотрены способы устранения эффекта нормали. Применительно к антенне с излучающим раскрывом в виде планарного диэлектрического волновода, нагруженного периодической гребёнчатой решёткой, реализован способ введения на периоде дополнительной канавки на удалении четверти длины волны от основной канавки. Установлено, что при появлении на периоде дополнительной канавки, эквивалентной по размерам основной канавке, приращение излучательной способности антенны не столь существенно. Предложены два варианта увеличения коэффициента полезного действия антенны с модифицированным раскрывом за счёт оптимизации положения дополнительной канавки относительно основной или подбора глубины дополнительной канавки. Установлено, что приращение излучательной способности и эффективности излучения антенны вытекающей волны при оптимизации глубины дополнительных канавок выше, чем в случае подбора расстояния между дополнительными и основными канавками. Результаты получены на основе электродинамического моделирования, реализованного на основе авторской проекционной модели, получившей широкое признание leaky-wave antennas have become widespread due to their relatively simple designs small transverse dimensions and high efficiency. Dielectric periodic leaky-wave antennas which convert the slow surface wave of a dielectric waveguide into a spatial radiated wave using a periodic grating are used in oblique radiation mode when excited on one side. However, in some cases the transverse radiation mode is preferable. However, the implementation of such a regime is associated with a catastrophic deterioration in emissivity due to Bragg diffraction. The paper discusses ways to eliminate the normal effect. In relation to an antenna with a radiating aperture in the form of a planar dielectric waveguide loaded with a periodic comb grating, a method has been implemented for introducing an additional groove on a period at a distance of a quarter of the wavelength from the main groove. It has been established that when an additional groove appears during the period, equivalent in size to the main groove, the increase in the emissivity of the antenna is not so significant. Two options have been proposed for increasing the efficiency of an antenna with a modified aperture by optimizing the position of the additional groove relative to the main one or selecting the depth of the additional groove. It has been established that the increment in emissivity and radiation efficiency of the leaky-wave antenna when optimizing the depth of additional grooves is higher than in the case of selecting the distance between the additional and main grooves. The results are obtained on the basis of electrodynamic modeling, implemented on the basis of the author's projection model, which has received wide recognition
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