Плоская линза Люнеберга на основе печатной схемы с проводниками криволинейной формы
Автор: Быков К.А., Пастернак Ю.Г., Пендюрин В.А., Сафонов Ф.С.
Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статья в выпуске: 1 т.24, 2021 года.
Бесплатный доступ
Для запитки сверхширокополосных фазированных антенных решеток с полноазимутальным сканированием перспективным является использование печатной линзы Люнеберга. В данной статье описана модель построения плоской линзы Люнеберга на основе печатной схемы с проводниками криволинейной формы. На покрытой медью подложке был вытравлен определенный узор (шаблон) с относительной диэлектрической проницаемостью er ≈ 1. Это делалось для того, чтобы реализовать значение показателя преломления. Путем печати сетки из пересекающихся проводящих линий в центре линзы был достигнут показатель преломления Диаметр линзовой антенны Люнеберга был выбран равным 28,6 см, что соответствует 12,4l0 (l0 - длина волны свободного пространства) для достижения ширины луча половинной мощности ≈ 5° при расчетной частоте до 20 ГГц. Поскольку конструкция линзы Люнеберга основана на геометрической оптике, диаметр линзы должен быть кратен длине волны, чтобы ограничить дифракционные эффекты. Были выбраны рабочие частоты до 20 ГГц. Линза была дискретизирована на единичные ячейки. При достаточно малом размере элементарных ячеек линза может быть описана как среда с определенным эффективным показателем преломления. В результате эта теория распространения может быть применена для проектирования линзы. Подложка, взятая для линзы, была толщиной 1 мм, используемый материал - Rohacell 31HF, который имеет диэлектрическую проницаемость 1,046 и тангенс потерь tg(d) = 0,002.
Широкополосные антенны, линза люнеберга, многолучевые антенные системы, изготовление печатных плат
Короткий адрес: https://sciup.org/140256333
IDR: 140256333 | DOI: 10.18469/1810-3189.2021.24.1.48-57
Список литературы Плоская линза Люнеберга на основе печатной схемы с проводниками криволинейной формы
- Luneburg R.K. Mathematical Theory of Optics. Providence: Brown University Press, 1944. 401 p. DOI: https://doi.org/10.1525/9780520328266
- Gunderson L.C., Holmes G.T. Microwave Luneburg lens // Applied Optics. 1968. Vol. 7, no. 5. P. 801–804. DOI: https://doi.org/10.1364/ao.7.000801
- Peeler G., Coleman H. Microwave stepped-index Luneburg lenses // IRE Transactions on Antennas and Propagation. 1958. Vol. 6, no. 2. P. 202–207. DOI: https://doi.org/10.1109/tap.1958.1144575
- Peeler G., Archer D. A two-dimensional microwave Luneberg lens // Transactions of the IRE Professional Group on Antennas and Propagation. 1953. Vol. 1, no. 1. P. 12–23. DOI: https://doi.org/10.1109/t-ap.1953.27321
- Xue L., Fusco V.F. 24 GHz automotive radar planar Luneburg lens // IET Microwaves, Antennas & Propagation. 2007. Vol. 1, no. 3. P. 624–628. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-map:20050203
- Sato K., Ujiie H. A plate Luneberg lens with the permittivity distribution controlled by hole density // Electronics and Communications in Japan (Part I: Communications). 2002. Vol. 85, no. 9. P. 1–12. DOI: https://doi.org/10.1002/ecja.1120
- Xue L., Fusco V.F. Printed holey plate Luneburg lens // Microwave and Optical Technology Letters. 2008. Vol. 50, no. 2. P. 378–380. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.23087
- Pfeiffer C., Grbic A. A 2D broadband, printed Luneburg lens antenna // 2009 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium. 2009. P. 1–4. DOI: https://doi.org/10.1109/aps.2009.5171945
- Tanner R., Andreasen M. A wire-grid lens antenna of wide application part I: The wire-grid lens – Concept and experimental confirmation // IRE Transactions on Antennas and Propagation. 1962. Vol. 10, no. 4. P. 408–415. DOI: https://doi.org/10.1109/tap.1962.1137888
- Johns P.B., Beurle R.L. Numerical solution of 2-dimensional scattering problems using a transmission-line matrix // Proceedings of the Institution of Electrical Engineers. 1971. Vol. 118, no. 9. P. 1203–1208. DOI: https://doi.org/10.1049/piee.1971.0217
- Brewitt-Taylor C.R., Johns P.B. On the construction and numerical solution of transmission-line and lumped network models of Maxwell’s equations // International Journal for Numerical Methods in Engineering. 1980. Vol. 15, no. 1. P. 13–30. DOI: https://doi.org/10.1002/nme.1620150103
