Антенны, АФУ и устройства СВЧ. Рубрика в журнале - Инфокоммуникационные технологии
Статья научная
Обоснование: в настоящее время важной и актуальной задачей является реализация антенных систем с возможностью формирования направленного луча. Перспективным методом отклонения луча является метод частотного сканирования, который дает возможность эффективного взаимодействия с электронным, что позволяет обеспечить как полноазимутальное, так и угломестное сканирование без использования фазовращателей. Цель: произвести исследование и моделирование антенной системы с гибридным частотно- электронным сканированием на основе диаграммообразования линзой Люнеберга. Выполнить моделирование с учетом фактора, что частотное сканирование луча производится по угломестной плоскости, а электронное – по азимутальной. Исследовать возможность отклонения луча по частоте с определением диапазона рабочих частот антенной системы. Методы: основные результаты получены с помощью электродинамического моделирования, которое выполнялось с использованием метода конечных элементов в DS CST Studio Suite 2025. Основные методы анализа характеристик базировались на рассмотрении диаграмм направленности, а также на их поведении при дифракции на решетках эшелетт. Результаты: получены характеристики антенной системы в диапазоне частот от 8 до 13 ГГц. Установлено, что антенная система позволяет реализовать полноазимутальное сканирование электронным способом и секторальное сканирование частотным способом в угломестной плоскости. Показано, что предлагаемая кон-струкция антенной системы может управляться по направлению луча в широком диапазоне рабочих частот. Заключение: разработка может быть использована как антенная система для обнаружения высокомобильных роботизированных комплексов. Особенность предложенной многолучевой антенны заключается в возможности реализации двухкоординатного сканирования на основании, в свою очередь, частотного и электронного сканирования посредством коммутационного переключения портов диаграммообразующего устройства.
Бесплатно
Антенны для размещения на беспилотных летательных аппаратах
Статья научная
Широкое распространение беспилотных летательных аппаратов различного назначения, расширяющиеся сферы их применения и постоянно возрастающие требования по стойкости каналов связи настоятельно требуют создания новых эффективных антенных решений для аппаратуры командных радиолиний управления и полезной нагрузки. Статья посвящена краткому анализу имеющихся сведений о радиолиниях беспилотных летательных аппаратов, решений в области антенн для аппаратуры командных радиолиний управления и полезной нагрузки и исследованию перспективных антенн для размещаемых на беспилотных летательных аппаратах ретрансляторов. Проведенный обзор основных типов антенн, устанавливаемых на корпус беспилотного летательного аппарата, включая штыревые, микрополосковые и спиральные, а также антенные решетки на их основе, позволил обосновать перспективность использования низкопрофильных и спиральных антенн для ретрансляторов, размещаемых на беспилотных летательных аппаратах. Проведенные исследования частотных и пространственных характеристик низкопрофильных и спиральных антенн подтвердили их достаточную эффективность. Предложенные решения могут быть положены в основу разработки перспективных антенн для ретрансляторов, размещаемых на беспилотных летательных аппаратах.
Бесплатно
Киральные метаматериалы: свойства и применение в терагерцовом диапазоне
Статья научная
В данной статье рассматриваются свойства киральных метаматериалов, обладающих уникальной структурой и способностью по-разному взаимодействовать со светом в зависимости от его поляризации. Эти материалы представляют собой перспективное направление в области фотоники и оптоэлектроники благодаря своим необычным оптическим свойствам, которые могут быть использованы для разработки новых технологий. Основное внимание уделяется механизмам поглощения света и изменению его поляризации в киральных метаматериалах. Обсуждаются различные подходы к созданию покрытий для устройств в терагерцовом диапазоне, которые демонстрируют высокую эффективность поглощения, что делает их важными для применения в таких областях, как радиочастотная идентификация, сенсорные технологии и медицинская диагностика. Статья включает систематический обзор различных типов киральных метаматериалов, таких как структуры с периодической или случайной компоновкой элементов, а также гибридные системы, сочетающие разные материалы. Рассматриваются их потенциальные применения в современных технологиях, включая создание эффективных фильтров, антенн и других компонентов для терагерцовых систем. Особое внимание уделяется влиянию формы и структуры на способности к поглощению излучения. Данные аспекты критически важны для оптимизации характеристик метаматериалов и достижения желаемых результатов при разработке новых устройств. В заключение представлены ключевые результаты исследований последних лет и тенденции в разработке новых технологий на основе киральных метаматериалов. Обсуждаются перспективы дальнейших исследований в этой области, что открывает новые возможности для использования терагерцевого излучения в различных областях науки и техники, включая телекоммуникации, безопасность и материаловедение.
Бесплатно
Механические характеристики опор коротковолновых надувных антенн
Статья научная
В работе анализируются механические свойства цилиндрических опор антенн коротковолнового диапазона частот. Целью является разработка методики расчета требуемых размеров опоры и установления места крепления растяжек, обеспечивающих ее устойчивость. Предлагается метод определения коэффициента упругости опоры, основанный на определении ее прогиба под действием собственного веса при двухстороннем закреплении баллона. Определены аэродинамические свойства цилиндрических опор и рассмотрена методика расчета прогиба и угла поворота вершины опоры. Показаны граничные условия, при которых консольная часть крепления опоры теряет устойчивость. В расчетной части применены два способа определения перемещений в балках – интегрирование дифференциального уравнения упругой линии и интеграл Мора – способ Верещагина. Результаты расчета подтверждены экспериментально на основе натурных испытаний конструкции, разработанной и реализованной в производстве опоры коротковолновой антенны. Эксперименты подтвердили справедливость допущений, сделанных при расчетах.
Бесплатно
Статья научная
This study addresses the challenges of ensuring the stability of characteristics for volume-resonator coaxial band-pass filters with cross-couplings, designed for operation in spacecraft onboard equipment. Two key aspects are considered: the organization of a smoothly adjustable capacitive cross-coupling resistant to mechanical stress, and control of the band-pass filters characteristics sensitivity to its manufacturing tolerances. The study also analyzes the influence of realistic structural gaps during the implementation of an inductive autotransformer-type («wire-type») coupling on the symmetry of the pair of transmission zeros formed in the stop band by the capacitive crosscoupling. An original design for an adjustable capacitive coupling unit with backlash compensation is proposed, which ensures high parameter stability given the correct selection of manufacturing tolerances. The influence of linear and angular uncertainties in the coupling element’s position on filter characteristic variations was analyzed using the Monte Carlo statistical simulation method. A comparative analysis on the effect of manufacturing gaps in the wire-type coupling – often used instead of the more trivial inductive diaphragm type (window) coupling – considering quantitative requirements for the symmetry degree of the zero pairs on the amplitude-frequency response of the transmission coefficients for filters with different relative bandwidths was conducted. It is shown that the use of wire-type coupling significantly for wideband filters (relative bandwidth ~2,4%) reduces the sensitivity of the transmission coefficients amplitude-frequency response to the presence of manufacturing gaps, while for narrowband filters (~1%), and this effect is less pronounced over a wide frequency range. The study results have practical effect for the design of high-reliability microwave devices operating in conditions of the severe mechanical and thermal loads.
Бесплатно
Статья
Требования к антеннам радиотехнических устройств различного назначения, размещаемых на мобильных объектах, постоянно возрастают. Это относится, прежде всего, к характеристикам назначения, но существенными являются также аэродинамические и массогабаритные характеристики, а также характеристики устойчивости к внешним воздействиям. Перспективным направлением исследований в целях создания новых поколений антенн для мобильных объектов является исследование конформных антенн, форма которых соответствует поверхности носителя. При этом в качестве конформных структур могут использоваться не только традиционные излучатели (ансамбли излучателей), но и планарные метаматериалы (метаповерхности), в том числе с киральными свойствами. В статье приведены результаты исследования характеристик метаповерхностей на основе S-элементов и гаммадионов. Проведенные исследования, включая экспериментальные, подтверждают перспективность дальнейшей деятельности в области использования конформных структур и метаповерхностей в составе антенных систем подвижных объектов. Сформулированы ближайшие задачи исследований в этой области.
Бесплатно
Предкоррекция фазочастотной характеристики цифровых фильтров
Статья научная
Статья посвящена синтезу компьютерной модели цифрового фильтра с нулевой фазочастотной характеристикой. Известна структурная реализация цифрового фильтра с нулевой фазочастотной характеристикой на основе двойной фильтрации сигнала в прямом и обратном направлениях, а также на основе фильтров с конечной импульсной характеристикой. В данной статье рассматривается реализация фильтра с нулевой фазочастотной характеристикой на основе фильтров с бесконечной импульсной характеристикой. Реализация предкоррекции фазочастотной характеристики фильтра достигается путем использования двухканальной структурной схемы с переносом спектра входного сигнала. Сложность использования фильтров с бесконечной импульсной характеристикой обусловлена ее нелинейностью, что требует предварительной коррекции с целью линеаризации фазочастотной характеристики. В статье рассматривается как математическая модель прохождения сигнала через структурную схему, так и компьютерную модель в среде Matlab-Simulink в статическом и динамическом режимах.
Бесплатно
