ИССЛЕДОВАНИЕ ТОПОЛОГИИ АНТЕННЫ ВИВАЛЬДИ С ЗЕРКАЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ЛЕПЕСТКОВ

Цель. В работе рассмотрены вопросы исследования топологии антенны Вивальди с зеркальным расположением лепестков.

Метод. Путем моделирования в программной среде CST MicroWave Studio проведен сбор необходимых данных, в частности, зависимости ширины диаграммы направленности от кривизны и раскрыва (расстояние от середины верхней части антенны до самого лепестка) лепестков антенны.

Результат. Построены графики зависимости кривизны лепестков и величины раскрыва от ширины диаграммы направленности в двух плоскостях для различных частот. Проведена аппроксимация полученных зависимостей для двух плоскостей θ = 90⁰ (плоскость антенны) и φ = 0⁰ (плоскость, перпендикулярная плоскости антенны). Путем аппроксимации получены аналитические описания зависимостей ширины диаграммы направленности от кривизны и расскрыва лепестков антенны. Проведен анализ поведения кривых зависимостей кривизны и раскрыва лепестков антенны от ширины диаграммы направленности при переходе от одной частоты к другой. Исследована зависимость коэффициента стоячей волны (КСВ) антенны от толщины подложки антенны – тефлона. Исследована зависимость полосы рабочих частот от размеров самой антенны.

Вывод. Составлена математическая модель, позволяющая в зависимости от заданной частоты и ширины диаграммы направленности, получить необходимую топологию лепестков антенны. Решены задачи построения и оптимизации модели по заданным характеристикам. Выявлены зависимости топологии антенны от ширины диаграммы направленности и от диапазона частот.

1. C. Fairclough. Анализ конструкции антенны Вивальди [Электронный ресурс]. 2015 г. Режим доступа: https://www.comsol.ru/blogs/vivaldi-antenna-design-analysis/. Дата обращения 11.04.2018.

2. TSA, или антенна Вивальди [Электронный ресурс]. 2014 г. Режим доступа: http://dl2kq.de/ant/3-90.htm. Дата обращения 13.04.2018.

3. Банков С.Е., Курушин А.А. Расчет антенн и СВЧ структур с помощью HFSS Ansoft– М, ЗАО «НПП «РОД-НИК», 2009, 256 с.

4. Чернышев С.Л., Виленский А.Р., Сю С., Люй С., Лю Ю. Разработка и исследование модифицированной антенны Вивальди в составе плоской широкополосной антенной решётки Х-диапазона [Электронный ресурс]. 2011 г. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/247762.html. Дата обращения 03.04.2018.

5. Виленский А.Р. Метод анализа пространственно-временных характеристик излучения печатных щелевых антенн бегущей волны // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. Журн. 2014.№ 5. С. 139-154. Режим доступа : http://technomag.bmstu.ru/doc/710740.html

6. Maaskant R., Analytical and Numerical Modeling of Currents on Vivaldi Antennas for Radio Astronomy, ASTRON Eindhoven University of Technology - 100p. 2003

7. А. Mehdipour, K. Mohammadpour-Aghdam and R. Faraji-Dana, “Сomplete dispersion analysis of vivaldi antenna for ultra wideband applications” Progress In Electromagnetics Research, PIER 77, 85–96, 2007.

8. S. Lin, S. Yang, A. E. Fath, “Development of a novel uwb vivaldi antenna array using siw tec hnology” Progress In Electromagnetics Research, PIER 90, 369–384, 2009.

9. E.Gazit, “Improved design of the Vivaldi antenna”,IEE Proc., Vol.135, Pt.H, No.2,pp. 89-92,1988

10. S. Zhong, X. Yan, X. Liang, “UWB planar antenna technology” Front. Electr. Electron. Eng. China, 3(2): 136–144, 2008. DOI: 10.1007/s11460-008-0036-0

11. XiaoXiang He, Teng Chen, and XinWang, “A Novel Low RCS DesignMethod for X-Band Vivaldi Antenna” Front. Electr. Hindawi Publishing Corporation International Journal of Antennas and Propagation Volume, Article ID 218681, 6 pages, 2012. DOI: 10.1155/2012/218681

12. Sang-Gyu Kim, Kai Chang, “A low cross-polarized antipodal Vivaldi antenna array for wideband operation,” Antennas and Propagation Society International Symposium, Volume 3, June 2004, pp. 2269-2272.

13. N. Hamzah, K.A. Othman “Designing Vivaldi Antenna with Various Sizes using CST Software” Proceedings of the World Congress on Engineering 2011 Vol II WCE 2011, July 6 - 8, 2011, London, U.K.

14. P. J. Gibson, ―The Vivaldi Aerial, Proc. 9th Europe Microwave. Conerence., 1979, pp. 101–105.

15. James Joseph Fisher, “Vivaldi Antenna”, World Intellectual Property Organization, Aug.8, 2006.