Метод хвильових матриць для моделювання поляризаторів із діафрагмами. Чисельні результати

Автори  А.В. Булашенко, С.І. Пільтяй , І.В. Демченко
Приналежність

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна

Е-mail an_bulashenko@i.ua
Випуск Том 13, Рік 2021, Номер 5
Дати Одержано 16 квітня 2021; у відредагованій формі 20 жовтня 2021; опубліковано online 25 жовтня 2021
Посилання  А.В. Булашенко, С.І. Пільтяй, І.В. Демченко, Ж. нано- електрон. фіз. 13 № 5, 05023 (2021)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.13(5).05023
PACS Number(s) 84.40.Az, 84.40.Ua
Ключові слова Мікрохвильові пристрої, Радари, Хвилеводний поляризатор (4) , Поляризатор із діафрагмами (3) , Колова поляризація (4) , Диференційний фазовий зсув (4) , Коефіцієнт еліптичності (4) , Кросполяризаційна розв’язка.
Анотація

Сьогодні одним з перспективних та ефективних напрямків сучасних телекомунікаційних технологій є створення антенних систем із адаптивним обробленням поляризації сигналів. Такі антенні системи забезпечують необхідні характеристики телекомунікаційних систем різного призначення в умовах високого рівня шумів для однієї з поляризацій та впливу завад, обумовлених багатопроменевим поширенням. Ключовим елементом двополяризаційних антенних систем є пристрої перетворення та розділення поляризацій. Такі пристрої широко використовуються в системах радіоелектронного захисту літальних апаратів, радіолокаційних системах метрологічного призначення, системах оцінки стану посівів сільськогосподарських культур та ерозії ґрунтів, системах розпізнавання та супроводу літальних апаратів, супутникових інформаційних системах.В статті представлено результати чисельного аналізу поляризаційних характеристик та узгодження поляризатора на основі квадратного хвилеводу із трьома діафрагмами. Математичну модель поляризатора отримано за допомогою методу хвильових матриць. За допомогою цього методу було визначено характеристики розробленого поляризатора та виконано оптимізацію його характеристик у робочому Х-діапазоні частот 7,25-7,75ГГц, який застосовують у радіолініях зв’язку супутникових комунікаційних систем. Представлений метод дозволяє дослідити еволюцію характеристик поляризатора при зміні його розмірів, таких як висоти діафрагм та відстані між ними. Результати цього аналізу було використано для оцінки початкових квазі-оптимальних розмірів поляризатора з метою одночасного забезпечення заданого узгодження та малого відхилення диференційного фазового зсуву від 90º у всьому робочому діапазоні частот. Початкові розміри було використано для подальшої оптимізації конструкції поляризатора за допомогою методу скінченного інтегрування. Отримані чисельним методом електромагнітні характеристики оптимізованого хвилеводного поляризатора із діафрагмами продемонстрували задовільне узгодження з тими ж характеристиками, отриманими за допомогою розробленого аналітичного методу в усьому робочому X-діапазоні частот 7,25-7,75ГГц.

Перелік посилань