Перейти до вмісту
Наукові вісті КПІ
ISSN 2617-5509 · e‑ISSN 2663-7472 Відкритий доступ · CC BY 4.0
Т. · № 2 · 2021 сер 31, 2021 статті

РЕГУЛЬОВАНИЙ ПОЛЯРИЗАТОР Х-ДІАПАЗОНУ ДЛЯ РАДАРНИХ І ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМ

АБ
Андрій Васильович Булашенко Відповідальний Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, Ukraine Україна
СП
Степан Іванович Пільтяй Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, Ukraine Україна
ЄК
Єлизавета Ігорівна Калініченко Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, Ukraine Україна
ОБ
Олександр Васильович Булашенко Shostka College of Chemical Technology of Sumy State University, Ukraine Україна
Опублікованосер 31, 2021
PDF
НВКПІ 2 ТОМ · 2
ТОМ · № 2 · 2021 Переглянути випуск

Анотація

Проблематика. У сучасних інформаційно-телекомунікаційних системах широко застосовують поляризаційне оброблення сигналів, яке зазвичай здійснюють у поляризаційних адаптивних антенних системах. Ключовими елементами таких систем є хвилевідні поляризатори, електромагнітні характеристики яких визначають загальну ефективність системи зв’язку або радара. Найбільш простими, ефективними, технологічними й актуальними для аналізу є поляризатори на основі квадратних хвилеводів із діафрагмами та штирями. Мета дослідження. Покращити електромагнітні характеристики регульованого поляризатора на основі квадратного хвилевода з діафрагмами і штирями. Пристрій має забезпечувати оптимальні поляризаційні й узгоджувальні характеристики. Методика реалізації. Створення математичної моделі хвилевідного поляризатора з діафрагмами та штирями методом декомпозиції з використанням хвильових матриць передачі та розсіювання. Оптимізація конструкції поляризатора на основі розробленої моделі. Р езультати дослідження. Створено математичну модель регульованого поляризатора на основі квадратного хвилеводу з двома діафрагмами та двома штирями. Запропоновано новий регульований хвилевідний поляризатор. Порівняно результати розрахунків поляризаційних й узгоджувальних характеристик розробленого поляризатора на основі запропонованої математичної моделі з результатами розрахунків методом скінченних елементів. Висновки. Створена математична модель дає змогу ефективно аналізувати зміну характеристик поляризатора за зміни його параметрів: ширини стінки квадратного хвилеводу, товщини та висоти діафрагм і штирів, а також відстаней між ними. Розроблений поляризатор можна рекомендувати до застосування в сучасних телекомунікаційних і радіолокаційних системах.

Ключові слова

#поляризатор #хвилевід із діафрагмою #хвилевід зі штирем #матриця передачі #матриця розсіювання #диференційний фазовий зсув #кросполяризаційна розв’язка

Посилання

  1. G. Virone et al., “Optimum-iris-set concept for waveguide polarizers,” IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 17, no. 3. pp. 202–204, 2007. doi: 10.1109/LMWC.2006.890474
  2. M.J. Franco, “A high-performance dual-mode feed horn for parabolic reflectors with a stepped-septum polarizer in a circular waveguide,” IEEE Antennas Propagat. Mag., vol. 53, no. 3, pp. 142–146, 2011. doi: 10.1109/MAP.2011.6028434
  3. X. Yu et al., “An improved type of TEn mode circular polarizer,” in 11th Int. Symp. on Antennas, Propagation and EM Theory (ISAPE), Guilin, China, 2016, pp. 828–829. doi: 10.1109/ISAPE.2016.7834085
  4. A.A Kirilenko et al., “A tunable compact polarizer in a circular waveguide,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 67, no. 2, pp. 592–596, 2019. doi: 10.1109/TMTT.2018.2881089
  5. S.I. Piltyay, “Numerically effective basis functions in integral equation technique for sectoral coaxial ridged waveguides,” in 2012 Int. Conf. on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory, Kharkiv, Ukraine, 2012, pp. 492–495. doi: 10.1109/MMET.2012.6331195
  6. I. Agnihotri and S.K. Sharma, “Design of a compact 3-D metal printed Ka-band waveguide polarizer,” IEEE Antennas Wireless Propagat. Lett., vol. 18, no. 12, pp. 2726–2730, 2019. doi: 10.1109/LAWP.2019.2950312
  7. G.Virone et al., “Combined-phase-shift waveguide polarizer,” IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 18, no. 8, pp. 509–511, 2008. doi: 10.1109/LMWC.2008.2001005
  8. F.F. Dubrovka and S.I. Piltyay, “A novel wideband coaxial polarizer,” in 2013 IX Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques, Odesa, Ukraine, 2013, pp. 473–474. doi: 10.1109/ICATT.2013.6650816
  9. A.A. Kirilenko et al., “Stepped approximation technique for designing coaxial waveguide polarizers,” in 2013 IX Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques, Odesa, Ukraine, 2013. doi: 10.1109/ICATT.2013.6650815
  10. F.F. Dubrovka and S.I. Piltyay, “Eigenmodes analysis of sectoral coaxial ridged waveguides by transverse field-matching technique. Part 1. Theory,” Visnyk NTUU KPI Seriia – Radiotekhnika, Radioaparatobuduvannia, vol. 54, pp. 13–23, 2013. doi: 10.20535/RADAP.2013.54.13-23
  11. A.A. Kirilenko et al., “Design and optimization of broadband ridged coaxial waveguide polarizers,” in 2013 Int. Kharkov Symp. on Physics and Engineering of Microwaves, Millimeter and Submillimeter Waves, Kharkiv, Ukraine, 2013, pp. 445–447. doi: 10.1109/MSMW.2013.6622082
  12. S.I. Piltyay et al., “Waveguide iris polarizers for Ku-band satellite antenna feeds,” J. Nano- Electron. Physics, vol. 12, no. 5, pp. 05024–1, 2020. doi: 10.21272/jnep.12(5).05024
  13. A.V. Bulashenko et al., “Analytical technique for iris polarizers development,” in IEEE Int. Conf. on Problems of Infocommunications. Science and Technology (PIC S&T), Kharkiv, Ukraine, 2020, pp. 593-598. doi: 10.1109/PICST51311.2020.9467981
  14. S.I. Piltay et al., “Compact polarizers for satellite information systems,” in IEEE Int. Conf. on Problems of Infocommunications. Science and Technology (PIC S&T), Kharkiv, Ukraine, 2020, pp. 557-562. doi: 10.1109/PICST51311.2020.9467889
  15. A. Chittora and S.V. Yadav, “A compact circular waveguide polarizer with higher order mode excitation,” in 2020 IEEE Int. Conf. on Electronics, Computing and Communication Technologies (CONECCT), Bangalore, India, 2020. doi: 10.1109/CONECCT50063.2020.9198499
  16. A.V. Bulashenko et al., “Optimization of a polarizer based on a square waveguide with irises,” Science-Based Technol., vol. 47, no. 3, pp. 287–297, 2020. doi: 10.18372/2310-5461.47.14878
  17. S.I Piltyay et al., “Compact Ku-band iris polarizers for satellite telecommunication systems,” Telecommun. Radio Eng., vol. 79, no. 19, pp. 1673–1690, 2020. doi: 10.1615/TelecomRadEng.v79i19.10
  18. O.C. Zhu et al., “Reactance of posts in circular waveguide,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 55, no. 8, pp. 1685–1688, 2007. doi: 10.1109/TMTT.2007.901605
  19. L.P. Mospan et al., “Spectral properties of a rectangular wave guiding unit involving a pair of rectangular posts of equal heights,” Telecommun. Radio Eng., vol. 73, no. 1, pp. 1–17, 2014. doi: 10.1615/TelecomRadEng.v73.i1.10
  20. A. Bulashenko et al., “Mathematical modeling of iris-post sections for waveguide filters, phase shifters and polarizers,” in 2020 IEEE 2nd Int. Conf. on Advanced Trends in Information Theory, Kyiv, Ukraine, 2020, pp. 330–336. doi: 10.1109/ATIT50783.2020.9349321
  21. S. Piltyay et al., “New tunable iris-post square waveguide polarizers for satellite information systems,” in 2020 IEEE 2nd Int. Conf. on Advanced Trends in Information Theory, Kyiv, Ukraine, 2020, pp. 342–348. doi: 10.1109/ATIT50783.2020.9349357
  22. S. Piltyay et al., “Information resources economy in satellite systems based on new microwave polarizers with tunable posts,” Path of Sci., vol. 6, no. 11, pp. 5001–5010, 2020. doi: 10.22178/pos.64-6
  23. B. Deutschmann and A.F. Jacob, “Broadband septum polarizer with triangular common port,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 68, no. 2, pp. 693–700, 2020. doi: 10.1109/TMTT.2019.2951138
  24. F.F. Dubrovka et. al., “Optimum septum polarizer design for various fractional bandwidths,” Radioelectron. Commun. Syst., vol. 63, no. 1, pp. 15–23, 2020.
  25. A.A. Kirilenko et. al., “Compact septum polarizers with a circular output waveguide,” in The Fifth Int. Kharkov Symp. on Physics and Engineering of Microwaves, Milimeter, and Submilimeter Waves, Kharkiv, Ukraine, 2004, pp. 686–688. doi: 10.1109/MSMW.2004.1346088
  26. M. Mrnka et. al., “Antenna range illuminator based on a septum polarizer and dual-mode horn [measurements corner],” IEEE Antennas Propagat. Mag., vol. 58, no. 4, pp. 82–86, 2016. doi: 10.1109/MAP.2016.2569444
  27. F. Dubrovka et. al., “Circularly polarised X-band H11- and H21-modes antenna feed for monopulse autotracking ground station,” in 2020 IEEE Ukrainian Microwave Week (UkrMW), Kharkiv, Ukraine, 2020, pp. 196–202. doi: 10.1109/UkrMW49653.2020.9252600
  28. X. Wang et. al., “Novel square/rectangle waveguide septum polarizer,” in 2016 IEEE Int. Conf. on Ubiquitous Wireless Broadband (ICUWB), Nanjing, China, 2016. doi: 10.1109/ICUWB.2016.7790510
  29. F. Dubrovka et. al., “Compact X-band stepped-thickness septum polarizer,” in 2020 IEEE Ukrainian Microwave Week (UkrMW), Kharkiv, Ukraine, 2020, pp. 135–138. doi: 10.1109/UkrMW49653.2020.9252583
  30. A. Tribak et. al., “Ultra-broadband low axial ratio corrugated quad-ridge polarizer,” in European Microwave Conf. (EuMC), Rome, Italy, 2009, pp. 73–76. doi: 10.23919/EUMC.2009.5295927
  31. Yu. Tikhov, “Comparison of two kinds of Ka-band circular polarisers for use in a gyro-travelling wave amplifier,” IET Microw., Antennas & Propag., vol. 10, no. 2, pp. 147–151, 2016. doi: 10.1049/IET-MAP.2015.0292
  32. D.Yu. Kulik et. al., “Compact-size polarization rotators on the basis of irises with rectangular slots,” Telecommun. Radio Eng., vol. 75, no. 1, pp. 1–9, 2016. doi: 10.1615/TelecomRadEng.v75.i1.10
  33. N. Kolmakova et. al., “Polarization plane rotation by arbitrary angle using D4 symmetrical structures,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 64, no. 2, pp. 429–435, 2016. doi: 10.1109/TMTT.2015.2509966
  34. K. Al-Amoodi et. al., “A compact substrate integrated waveguide notched-septum polarizer for 5G mobile devices,” IEEE Antennas Wireless Propagat. Lett., vol. 19, no. 12, pp. 2517–2521, 2020. doi: 10.1109/LAWP.2020.3038404
  35. A.V. Bulashenko, “Evaluation of D2D communications in 5G networks,” Visnyk NTUU KPI Seriia – Radioteknika Radioaparatobuduvannia, no. 81, pp. 21–29, 2020. doi: 10.20535/RADAP.2020.81.21-29
  36. A. Bulashenko et. al., “New traffic model of M2M Technology in 5G wireless sensor networks,” in 2020 IEEE 2nd Int. Conf. on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2020, pp. 125–131. doi: 10.1109/ATIT50783.2020.9349305
  37. S.I. Piltyay et. al., “Wireless sensor network connectivity in heterogeneous 5G mobile systems,” in IEEE Int. Conf. on Problems of Infocommunications, Science and Technology, Kharkiv, Ukraine, 2020, pp. 625-630. doi: 10.1109/PICST51311.2020.9468073
  38. A.V. Bulashenko et. al., “Energy efficiency of the D2D direct connection system in 5G networks,” in IEEE Int. Conf. on Problems of Infocommunications, Science and Technology, Kharkiv, Ukraine, 2020, pp. 537-542. doi: 10.1109/PICST51311.2020.9468035
  39. O. Myronchuk et. al., “Algorithm of channel frequency response estimation in orthogonal frequency division multiplexing systems based on Kalman filter”, in 2020 IEEE 15th Int. Conf. on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), Lviv-Slavske, Ukraine, 2020. doi: 10.1109/TCSET49122.2020.235385
  40. J.L. Cano and A. Mediavilla, “On the accurate full characterizations of septum polarizer through simple amplitude measurements in black-to-back configuration,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 69, no. 1, pp. 179–188, 2021. doi: 10.1109/TMTT.2020.3020639
  41. A.V. Bulashenko et. al., “Wave matrix technique for waveguide iris polarizers simulation. Theory,” J. Nano- Electron. Phys., vol. 12, no. 6, pp. 06026–1, 2020. doi: 10.21272/jnep.12(6).06026
  42. A.V. Bulashenko and S.I. Piltyay, “Equivalent microwave circuit technique for waveguide iris polarizers development,” Visnyk NTUU KPI Seriia – Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, vol. 83, pp. 17–28, 2020. doi: 10.20535/RADAP.2020.83.17-28
  43. S.I. Piltyay et. al., “Analytical synthesis of waveguide iris polarizers,” Telecommun. Radio Eng., vol. 79, no. 18, pp. 1579–1597, 2020. doi: 10.1615/TelecomRadEng.v79.i18.10
  44. R.E. Collin, Fondations for Microwave Engineering. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc, 2001, 944 p.
  45. L. Lewin, Theory of waveguides: Techniques for the solution of waveguide problems. Newnes-Butterworths, 1975, 346 p.
  46. N. Marcuvitz, Waveguide handbook. Short Run Press Ltd., 1986. doi: 10.1049/PBEW021E
  47. D.M. Pozar, Microwave Engineering. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc, 2012, 732 p.
  48. J. Dobrowolski, Scattering parameters in RF and microwave circuit analysis and design. Artech, 2016.
  49. S. Piltyay et. al., “FDTD and FEM simulation of microwave waveguide polarizers,” in 2020 IEEE 2nd Int. Conf. on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2020, pp. 357–363. doi: 10.1109/ATIT50783.2020.9349339.
  50. A.V. Bulashenko et. al., “Simulation of compact polarizers for satellite telecommunication systems with the account of thickness of irises,” KPI Sci. News, vol. 1, pp. 25–33, 2021. doi: 10.20535/kpisn.2021.1.231202
  51. A.V. Bulashenko et. al., “Waveguide polarizer with three irises for antennas of satellite television systems,” Science-Based Technol., vol. 49, no. 1, pp. 39–48, 2021. doi: 10.18372/2310-5461.49.15290
§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.
Усі випуски

МОДИФІКАЦІЯ НЕЙРОМЕРЕЖЕВОГО МЕТОДУ SPINN ДЛЯ НАБЛИЖЕНОГО РОЗВ'ЯЗАННЯ МІШАНОЇ ЗАДАЧІ ДЛЯ РІВНЯННЯ ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ В ЕЛІПТИЧНІЙ ОБЛАСТІ

Валерій Лось, Олександр Ряхін

Проблематика. Параболічні диференціальні рівняння є математичними моделями інженерії, призначеними для дослідження широкого кола прикладних задач. Це приводить до…

#рівняння теплопровідності #мішана параболічна задача #еліптична область #фізико-інформативна нейронна мережа
10.20535/kpisn.2026.3.367316

ДВОЕТАПНИЙ ПІДХІД ДО СЕГМЕНТАЦІЇ СУПУТНИКОВИХ ЗНІМКІВ ДЛЯ ОЦІНЮВАННЯ ПЛОЩІ АСФАЛЬТОВАНОГО ПОКРИТТЯ ПАРКОВОК

Олександр Гончарук, Надія Недашківська

Проблематика. Точна оцінка площі асфальтованих парковок є важливою для містобудування та екологічного моніторингу. Однак спектральна подібність асфальту паркувальних…

#семантична сегментація #супутникові знімки #паркінг #нейронна мережа
10.20535/kpisn.2026.3.367540

ФОРМАЛІЗАЦІЯ РОЗРІДЖЕНОГО ANP З БІНАРНИМИ ПОРІВНЯННЯМИ НА ОСНОВІ ДАНИХ У КОЛІ ОДНОРІДНИХ КОМПОНЕНТІВ ДЛЯ ПРІОРИТИЗАЦІЇ РОЗПОДІЛУ РЕСУРСІВ

Вадим Романюк

Проблематика. Задачі розподілу обмежених ресурсів між взаємозалежними однорідними об’єктами виникають у багатьох прикладних сферах — зокрема, під час конкурсного…

#розподіл ресурсів #однорідні компоненти #взаємозалежності #аналітичний мережевий процес
10.20535/kpisn.2026.3.368158

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають

Схожі статті

1-10 з 75

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.