Разработка и исследование многолучевой антенной системы на основе плоской линзы Люнеберга с облучателями в виде волноводно-щелевых антенн квази-меандровой формы
Abstract
Рассматривается вариант модели многолучевой антенны. Она построена на основе двуслойной планарной линзы Люнеберга. У неё, в отличие от фазированных антенных решёток, меньшее число элементов облучающей решётки и больший коэффициент усиления антенной системы. Её конструкция имеет оболочку, которая необходима для нужной толщины диэлектрика, состоит из двух слоёв неоднородного диэлектрика, между которыми перфорированный металлический экран, связывающий две половины линзы. Материалы имеют различные показатели диэлектрической проницаемости, значения которой уменьшаются от центра к внешней части линзы. Рассматриваемая антенна благодаря перфорированному экрану, способна обеспечить передачу почти 100 % энергии волны, поданной на порт линзы. Применение плоской линзы Люнеберга может помочь осуществлять сканирование в секторе шириной 180 градусов. Для исследования производилось моделирование диаграмм направленности и расчет S11-параметра рассматриваемого устройства. Полученные результаты представлены в виде 3D-диаграмм направленности и сведены в таблицу. Моделирование произведено два раза, с различной точностью расчетов. Полученные результаты демонстрируют сохранение параметров излучаемого сигнала в полосе рабочих частот без значительных изменений. Результаты моделирования сведены в таблицу. The article examines a model of a multibeam antenna system. It is based on a dual-layer planar Luneberg lens. In contrast to phased array antennas, it has a smaller number of elements in the feed array and a higher antenna system gain. Its construction includes a shell, which is necessary to achieve the required dielectric thickness, and consists of two layers of inhomogeneous dielectric with a perforated metal screen between them, connecting the two halves of the lens. The materials have different dielectric constants, which decrease from the center to the outer part of the lens. Thanks to the perforated screen, the considered antenna is capable of transmitting nearly 100% of the wave energy fed to the lens port. The application of a flat Luneberg lens can enable scanning in a sector with a width of 180 degrees. For the investigation, radiation pattern modeling and S11-parameter calculation for the device under study were performed. The obtained results are presented in the form of 3D radiation patterns and are summarized in a table. The simulation was performed twice, with different calculation accuracies. The obtained results demonstrate the preservation of the emitted signal parameters within the operating frequency band without significant changes. The simulation results are summarized in a table.