Волноводная система питания рупорной антенны с круговой поляризацией

Abstract

В статье приведена методика разработки и оптимизации системы питания рупорной антенны с круговой поляризацией. Система питания предложенной рупорной антенны состоит из прямоугольного волновода со щелью. Такая простая конструкция системы питания устраняет необходимость разработки отдельного поляризационного устройства. Спроектированная система питания рупорной антенны с круговой поляризацией используется на рабочей частоте 8,0 ГГц. Предложенная антенна обеспечивает максимальный коэффициент усиления 21 дБ для правосторонней круговой поляризации, 12 дБ для левосторонней круговой поляризации и кроссполяризационную развязку выше 10 дБ.

The article presents the methodology for developing and optimizing the power supply system of a horn antenna with circular polarization. A horn antenna has a metal structure and consists of a waveguide having a variable cross-section and an open radiating end. Electromagnetic waves in such antenna are excited by a waveguide that is connected to a narrow wall of the horn antenna. The proposed power system of the horn antenna consists of a rectangular waveguide with a slit. In order to obtain the excitation of signals with circular polarization at the output, the slit has been cut in a rectangular waveguide at an angle of 45º. As a result, the circuit makes it possible to generate the signals with right-hand circular polarization and left-hand circular polarization. The presented design of the horn antenna power supply system eliminates the need to develop a separate waveguide device for forming a circular polarization. The designed power system for horn antenna with circular polarization can be used at an operating frequency of 8.0 GHz. At these frequencies the reflection coefficient is less than -19 dB. The proposed horn antenna provides a maximum value of the gain of 21 dB for righthand circular polarization and a maximum value of the gain of 10 dB for left-hand circular polarization. Cross-polarization isolation is higher than 10 dB. Therefore, the developed power system of the horn antenna provides a narrowband operating mode at the circular polarization with satisfactory electromagnetic polarization characteristics and matching at the frequency of 8 GHz. The developed power supply system of the horn antenna with circular polarization can be used in radio engineering systems, which carry out polarization processing of signals.

У статті наведено методику розробки та оптимізації системи живлення рупорної антени із коловою поляризацією. Рупорна антена має металеву конструкцію та складається із хвилеводу, що має змінний переріз і відкритий випромінюючий кінець. Електромагнітні хвилі у такій антені збуджують за допомогою хвилеводу, який вмикають до вузької стінки рупорної антени. Запропонована система живлення рупорної антени складається з прямокутного хвилеводу зі щілиною. Щоб на виході отримати в рупорній антені збудження сигналів із коловою поляризацією, щілину було вирізано у прямокутному хвилеводі під кутом 45º. В результаті схема дає можливість формувати сигнали з правою круговою поляризацією та лівою круговою поляризацією. Представлена конструкція системи живлення рупорної антени усуває необхідність розробки окремо хвилевідного пристрою формування колової поляризації. Спроектована система живлення рупорної антени із коловою поляризацією може використовуватися на робочій частоті 8 ГГц. На ній коефіцієнт відбиття є нижчим за −19 дБ. Запропонована рупорна антенна забезпечує максимальне значення коефіцієнта підсилення 21 дБ для правої колової поляризації та максимальне значення коефіцієнта підсилення 10 дБ для лівої колової поляризації. Кросполяризаційна розв’язка перевищує 10 дБ. Таким чином, розроблена система живлення рупорної антени забезпечує вузькосмуговий режим роботи на коловій поляризації із задовільними електромагнітними поляризаційними характеристиками та узгодженням на частоті 8 ГГц. Розроблена система живлення рупорної антени з коловою поляризацією може використовуватися у радіотехнічних системах, які здійснюють поляризаційне оброблення сигналів.