Випромінююча структура на основі інвертованого діелектричного хвилеводу з додатковими елементами
Анотація
Актуальність. Створення ефективних випромінюючих структур у міліметровому діапазоні є одним з актуальних напрямків у сучасній техніці НВЧ та КВЧ діапазонів. Використання різноманітних гібридних метало-діелектричних структур у цьому діапазоні стає все більш поширеним за рахунок можливості виникнення в них певних фізичних ефектів, які є неможливими в стандартних діелектричних хвилеводах і структур на їх основі.Мета роботи. Експериментально дослідити основні електродинамічні характеристики гібридної метало-діелектричної структури, зокрема способи збудження структури, узгодження із зовнішніми колами, енергетичні характеристики.Матеріали та методи. Гібридна метало-діелектрична структура базується на інвертованому діелектричному хвилеводі, який містить металізовану основу, діелектричний стрижень з полістиролу та додаткову діелектричну пластину, виготовлену з полікору. Допоміжні випромінюючи елементи у вигляді стрижнів кінцевої довжини з металізованою гранню розташовані з певним періодом на додатковій діелектричній пластині. Дослідження структури електричного поля у ближній зоні виконано за допомогою методу рухомого зонда. Для візуалізації структури полів використано метод ізоліній. Результати. Запропоновано конструкцію гібридної випромінюючої структури на основі інвертованого діелектричного хвилеводу з періодично розташованими додатковими діелектричними стрижнями прямокутної форми. Виміряно діаграми спрямованості у Н-площині у двох режимах: короткого замикання та у режимі біжучої хвилі. На основі дослідження структури електричного поля у ближній зоні встановлено характер взаємодії електромагнітної хвилі, яка поширюється в хвилевідному стрижні, і ступінь збудження металізованих частин додаткових елементів конструкції. Встановлено ступінь збудження поверхневої хвилі і можливості її випромінювання. На підставі цієї інформації можна оцінити можливість встановлення екранувальних елементів і вирішення питань електромагнітної сумісності. Висновки. У результаті дослідження було встановлено, що запропонована гібридна метало-діелектрична структура може забезпечити ефективне випромінювання у режимі біжучої хвилі з прийнятним рівнем прямих втрат. Крім цього, структура може забезпечити прийнятний рівень узгодження із зовнішніми колами. Показано можливість формування випромінюючих полів із заданими характеристиками у різних режимах роботи основного хвилевідного тракту.
Завантаження
Посилання
Crampagne R, Padellec L, Sarremejean A. Leaky wave antenna using an inverted strip dielectric waveguide. Proceedings of 10th European Microwave Conference; 1980 Sep 8-12; Warszawa, Poland; 1980.
Itoh T. Inverted strip dielectric waveguide for millimetre-wave integrated circuits. IEEE Trans. Microw. Theory and Tech. 1976 Dec; 24(11):821–827.
Rawat B, Dalmia M. Computer aided design of inverted strip dielectric waveguide millimeter wave ring-resonator and coupler. Int. Journal of Infrared and Millimeter Waves. 1984;5(12):1527–1542.
Li Z-W, Menzel W. A 61 GHZ doppler radar using inverted strip dielectric waveguide. IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest; 1992; Albuquerque, NM, USA; 1992. p. 629–632.
Mayboroda DV, Pogarsky SA, Saprykin II. The Radiating Unit Based on Hybrid Metal-Dielectric Structure with Bounded Sequence of Transverse Slots. Int. J. of Electromagnetics and Applications. 2012;2(6):159-162.
Mayboroda DV, Pogarsky SA, Saprykin II, Pshenichnaya SV. The radiator of Ku-band based on inverted dielectric waveguide. Proceedings of International Conference on Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals; 2010; Sevastopol, Ukraine; 2010. p. 215–217.
Mayboroda DV, Pogarsky SA. A Leaky-wave antenna on the basis of an inverted dielectric waveguide. Telecommunications and Radio Engineering. 2018;77(10):853-862.
Itoh T, Hsu F.-J. Application of inverted strip dielectric waveguides for measurement of the dielectric constant of low-loss materials at millimeter-wave frequencies. IEEE Trans. Microw. Theory and Tech. 1979 Oct;27(10):841-844.
Azarmaneche MN, Chan Song Lint B. Measurements of dispersion characteristics and field distributions in inverted strip dielectric waveguide in millimeter wavelength. IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest; 1979 Apr 30-May 2; Orlando, FL, USA; 1979.
Ponchak GE, Katehi LPB. Design and analysis of transitions from rectangular waveguide to layered dielectric waveguide. IEEE Trans. Microw. Theory and Tech. 1996 Jul;44(7):1032–1040.
