Радіоелектроніка та радіоелектронне апаратобудування
КОМПАКТНИЙ ХВИЛЕВОДНИЙ ПОЛЯРИЗАТОР ІЗ ТРЬОМА ПРОТИФАЗНИМИ ШТИРЯМИ
Ключові слова
поляризатор
штир
хвилевід
диференційний фазовий зсув
коефіцієнт еліптичності
Анотація
Однією з фундаментальних проблем сучасності є економія цифрових інформаційних і частотних ресурсів. Впровадження новітніх телекомунікаційних систем і мереж 5G потребує пошуку кардинальних методів економії та повторного використання частотних ресурсів. У сучасних системах зв’язку для економії частотного ресурсу використовують нові технології для збільшення інформаційної ємності каналів зв’язку. З цією метою використовують антенні системи з поляризаційною обробкою сигналів. Такі системи дають можливість передавати сигнали з різними видами поляризації. Використання електромагнітних хвиль з ортогональними поляризаціями покращує інформаційні характеристики радіосистем різного призначення. Це дає можливість удвічі збільшити інформаційну ємність супутникових каналів зв’язку. Крім того, така обробка здійснюється у метеорологічних та радіолокаційних системах прийому, передачі та оброки інформації. Ключовими пристроями таких систем є поляризатори та ортомодові перетворювачі. Електромагнітні характеристики цих пристроїв впливають на характеристики загальної системи. До електромагнітних характеристик належать фазові, узгоджувальні та поляризаційні характеристики. В статті подані результати розробки регульованого поляризатора на основі прямокутного хвилеводу з трьома штирями. Розроблений поляризатор працює в Х-діапазоні від 8,0 ГГЦ до 8,5 ГГц. Математична модель такого пристрою ґрунтується на хвильовій матриці розсіювання та передачі. Характеристики моделі отримані через елементи цієї матриці. Для перевірки правильності роботи розробленою моделі також створена модель на основі методу скінченного інтегрування. Цей метод часто використовується для моделювання мікрохвильових пристроїв. Розроблений поляризатор на основі прямокутного хвилеводу з трьома штирями дає можливість здійснювати регулювання своїх узгоджувальних та поляризаційних характеристик за рахунок зміни довжини штирів. Такі пристрої характеризуються малими поперечними розмірами та стабільністю параметрів поляризаційних перетворень.
Як цитувати
[1]
«КОМПАКТНИЙ ХВИЛЕВОДНИЙ ПОЛЯРИЗАТОР ІЗ ТРЬОМА ПРОТИФАЗНИМИ ШТИРЯМИ», Вісник ВПІ, вип. 5, с. 97–104, Лис 2020, doi: 10.31649/1997-9266-2020-152-5-97-104.
Посилання
А. В. Булашенко, «Розподіл ресурсів для пристроїв малої потужності технології М2М у мережах 5G,» Наукові вісті КПІ, № 3, с. 7-13, 2020. https://doi.org/10.20535/kpi-sn.2020.3.203863.
A. В. Булашенко, «Оцінка зв’язності D2D комунікацій у мережах 5G,» Вісник НТУУ«КПІ». Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування, № 81, с. 21-29, 2020. https://doi.org/10.20535/RADAP.2020.81.21-29.
А. В. Булашенко, «Система вивантаження даних за технологією D2D у неліцензованому діапазоні частот у складі системи зв’язку 5G,» Технічна інженерія, 86 (2), с. 103-107, 2020. https://doi.org/10.26642/ten-2020-2(86)-103-107.
А. Ю. Мирончук, O. O. Шпилька, и С. Я. Жук, «Метод оценивания частотной характеристики канала а OFDM системах на основе фильтрации и экстраполяции пилот-сигналов,» Вісник НТУУ«КПІ». Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування, № 78, с. 36-42, 2019. https://doi.org/10.20535/RADAP.2019.78.36-42.
O. Myronchuk, O. Shpylka, and S. Zhuk, “Two-stade channel frequency response estimation in OFDM systems,” Path of science, no. 6(2), с. 1001-1007, 2020. https://doi.org/10.22178/pos.55-1.
А. В. Булашенко, і І. В. Забегалов, «Конструкція портативного цифрового мегомметра та вимірювача струму витоку,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 3, с. 37-42, 2020. https://doi.org/10.31649/1997-9266-2020-150-3-37-42.
W. L. Stutzman, “Polarization in Electromagnetic Systems,” Artech House, Norwood, 352 p, 2018.
S. I. Piltyay, “Enhanced C-band coaxial orthomode tranducer,” Вісник НТУУ«КПІ». Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування, № 58, с. 27-34, 2014. https://doi.org/10.20535/RADAP.2014.58.27-34.
F. F. Dubrovka, and S. I. Piltyay, “Novel high performance coherent dual-wideband orthomode transducer for coaxial horn feeds,” in XI Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques, 24-27 May 2017, Kyiv, Ukraine. https://doi.org/10.1109/ICATT. 2017.7972642.
G. Mishra, S. K. Sharma, and J.-C. Chieh, “A circular polarized feed horn with inbuilt polarizer for offset reflector antenna for W-band CubeSat applications,” IEEE Transactions on Antennas and Propagattion,” vol. 59, no. 10, pp. 1904-1909, 2019. https://doi.org/10.1109/TAP.2018.2886704.
S. I. Piltyay, A. V. Bulashenko, and I. V. Demchenko, “Waveguide iris polarizers for Ku-band satellite antenna feeds,” Journal of Nano- and Electronic Physics, no. 12(5), 05024-1-5, 2020. https://doi.org/10.21272/jnep.12(5).05024.
А. В. Булашенко, С. І. Пільтяй, i І. В. Демченко, «Оптимізація поляризатора на основі квадратного хвилеводу з діафрагмами,» Наукоємні технології, № 47 (3), с. 287-297, 2020. https://doi.org/10.18372/2310-5461.47.14878.
А. В. Булашенко, С. І. Пільтяй, і Є. І. Калініченко, «Регульований поляризатор на основі квадратного хвилеводу із діафрагмами та штирями,” Технічна інженерія, 86 (2), с. 108-116, 2020. https://doi.org/10.26642/ten-2020-2(86)-108-116.
S. I. Piltyay, “High performance extended C-band 3.4–4.8 GHz dual circular polarization feed system,” in XI Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques, 24-27 May 2017, Kyiv, Ukraine. https://doi.org/10.1109/ICATT.2017.7972644.
E. Arnieri, F. Greco, L. Boccia, and G. Amendola “A SIW-based polarization rotator with an application to linear-to-circular duak-band polarizers at K-/Ka-band,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, no. 68 (5), pp. 3730-3738, 2020. https://doi.org/10.1109/TAP.2020.2963901.
S. I. Piltyay, “Numerically effective basis functions in integral equation technique for sectoral coaxial ridged waveguides,” in 14-th International Conference on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory, 28-30 Avg. 2012, Kyiv, Ukraine, 2012. pp. 492-495. https://doi.org/10.1109/MMET.2012.6331195.
S. I. Piltyay, and F. F. Dubrovka, “Eigenmodes analysis of sectoral coaxial ridged waveguides by transverse field-matching technique. Part 1. Theory,” Вісник НТУУ«КПІ». Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування, № 54 с. 13-23, 2013. https://doi.org/10.20535/RADAP.2013.54.13-23.
F. F. Dubrovka, and S. I. Piltyay, “Eigenmodes of coaxial quad-ridged waveguides. Theory,” Radioelectronics and Communications Systems, no. 57 (1), pp. 1-30, 2014. https://doi.org/10.3103/S0735272714010014.
F. F. Dubrovka, and S. I. Piltyay, “Eigenmodes of coaxial quad-ridged waveguides. Numerical results,” Radioelectronics and Communications Systems, no. 57 (2), pp. 59-69, 2014. https://doi.org/10.3103/S0735272714020010.
R. Lech, and J. Mazur, “Propagation in rectangular waveguides periodically loaded with cylindrical posts,” IEEE Microwave and Wireless Components Letters, no. 14 (4), pp. 177-179, 2004. https://doi.org/10.1109/LMWC.2004.827106.
Q. C. Zhu, A. G. Williamson, and M. J. Neve, “Reactance of posts in circular waveguide,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, no. 55 (8), pp.1685-1688, 2007. https://doi.org/10.1109/TMTT.2007.901605 .
S. B. Sharma, V. K. Singh, R. Dey, and S. Chakrabarty, “Analysis of a post discontinuity in an oversized circular waveguide,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, no. 57 (8), pp. 1989-1995, 2009. https://doi.org/10.1109/TMTT.2009.2025448.
J. Roelvink, and A.G. Williamson, “Three transverse cylindrical posts in a rectangular waveguide,” IEEE Microwave and Wireless Components Letters, no. 20 (5), pp. 253-255, 2010. https://doi.org/10.1109/LMWC.2010.2045578 .
M. Casaletti, R. Sauleau, M. Ettorre, and S. Maci, “Efficient analysis of metallic and dielectric posts in parallel-plate waveguide structures,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, no. 60 (10), pp. 2979-2989, 2012. https://doi.org/ 10.1109/TMTT.2012.2209449.
E. Archemashvili, K. Yasumoto, V. Jandieri, J. Pistora, H. Maeda, and D. Erni, Numerical analysis of dielectric post-wall waveguides, 25-28 Feb. 2020, Bucharest, Romania. https://doi.org/10.1109/iWAT48004.2020.1570608549.
B. Deutschmann, and A. F. Jacob, “Broadband septum polarizer with triangular common port,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, no. 68 (2), pp. 693-700, 2020. https://doi.org/10.1109/TMTT.2019.2951138.
F. F. Dubrovka, S. I. Piltyay, R. R. Dubrovka, M. M. Lytvyn, and S. M. Lytvyn, “Optimum septum polarizer design for various fractional bandwidths,” Radioelectronics and Communications Systems, vol. 63, no. 1, pp. 15-23, 2020. https://doi.org/10.3103/S0735272720010021.
A. A. Kirilenko, S. O. Steshenko, V. N. Derkach, and Y. M. Ostryzhnyi, “A tunable compact polarizer in a circular waveguide,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, no. 67 (20), pp. 592-596, 2019. https://doi.org/10.1109/TMTT.2018.2881089.
I. Agnihotri, and S. K. Sharma, “Design of a compact 3D metal printed Ka-band waveguide polarizer,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 18, no. 12, pp. 2726-2730, 2019. https://doi.org/10.1109/LAWP.2019.2950312.
C. Molero, and M. Garcia-Vigueras, “Circuit modeling of 3-D cells to design versatile full-metal polarizers,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, no. 67 (4), pp. 1357-1369, 2019. https://doi.org/10.1109/TMTT.2019.2898828.
S. I. Piltyay, “Wideband antiphase power combiner/divider,” на 9-й Международной научно-технической конференция «Современные проблемы радиотехники и телекомуникаций», 22-26 апреля 2013, Севастополь, Украина, с. 220, 2009.
Y. Leviatan, P. G. Li, A. T. Adams, and J. Perini, “Single-post inductive obstacle in rectangular waveguide,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 31, no. 10, pp. 806-812, 1983. https://doi.org/10.1109/TMTT.1983.1131610.
K. Sellal, L. Talbi, T. A. Denidni, and J. Lebel “Design and implementation of a substrate integrated waveguide phase shifter of a reconfigurable rectangular waveguide phase shifter with metallic posts,” IET Microwaves, Antennas & Propagation. https://doi.org/10.1049/iet-map.2008.20070135.
L. Polo-Lopez, J. L. Masa, J. L., and J. A. Ruiz-Cruz, “Design of a reconfigurable rectangular waveguide phase shifter with metallic posts,” European Microwave Conference, Oct. 2017, Nuremberg, Germany. https://doi.org/10.23919/EuMIC.2017.8230730.
