Библиографическое описание:Низкопрофильная сканирующая антенная решетка с использованием механически управляемых фазовращателей : научное издание / А. Д. Полигина, С. В. Поленга, Е. А. Стригова. - Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. - 2025. - Т. 28, № 4. - С. 36-46. - Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 23-79-10205). - ISSN 1993-8985. - ISSN 2658-4794, DOI 10.32603/1993-8985-2025-28-4-36-46.
Аннотация:Введение. В связи с активным развитием спутниковых систем с использованием низкоорбитальных, среднеорбитальных и высокоэллиптических космических аппаратов важной задачей является обеспечение непрерывных приема-передачи сигналов антенными системами (АС) как для мобильных, так и для стационарных наземных терминалов связи. Как правило, в наземных терминалах таких систем используются сканирующие АС. В наши дни получили развитие АС с механоэлектрическим сканированием (МЭС), ввиду того что в подобных системах достигается высокая направленность в широком секторе углов при сохранении малых габаритов антенны и ее невысокой стоимости. Одним из возможных элементов управления лучом являются волноводные фазовращатели в связи с их простой реализацией, малыми потерями и невысокой стоимостью.Цель работы. Разработка сканирующей антенной решетки (АР) с МЭС, способной обеспечить перестройку луча в пределах ±60°.Материалы и методы. Численные исследования проведены методом конечных элементов во временной области. Результаты. Разработан широкополосный микрополосковый излучающий элемент, работающий в диапазоне частот 10.7…14.5 ГГц, и на его основе построена сканирующая АР, элементом управления которой выступает предложенный фазовращатель на gap-волноводе, обеспечивающий фазовую регулировку более 360°. По результатам электродинамического моделирования АР продемонстрировала возможность сканирования в пределах ±60° с деградацией коэффициента направленного действия менее 3 дБ во всем рабочем частотном диапазоне.Заключение. В статье рассмотрена разработка АС с МЭС с механическим фазовращателем в качестве элемента управления лучом. Разработанная антенная решетка позволяет обеспечить сканирование в секторе углов ±60°.
Introduction. In connection with the active development of satellite systems using low-orbit, medium-orbit and highly elliptical spacecraft, an important task is to ensure continuous reception-transmission of signals by antenna systems for both mobile and stationary ground-based communication terminals. As a rule, scanning antenna systems are used in ground terminals of such systems. Nowadays, antenna systems with mechanoelectric scanning have been developed due to the fact that such systems achieve high directivity in a wide range of angles while maintaining small dimensions of the antenna and its low cost. One of the possible elements of beam control are waveguide phase shifters due to their simple realization, low losses and low cost.Aim. Development of a mechanoelectric scanning antenna array capable of providing beam tunability within ±60°.Materials and methods. Numerical investigations have been carried out by finite element method in time domain.Results. A broadband microstrip radiating element operating in the frequency range of 10.7…14.5 GHz has been developed and a scanning antenna array has been constructed on its basis. The control element of the array is a proposed phase shifter on a gap-waveguide, which provides phase adjustment of more than 360°. According to the results of electrodynamic modeling, the antenna array demonstrated the possibility of scanning within ±60° with a degradation of the directivity factor less than 3 dB over the entire operating frequency range.Conclusion. This paper considers the development of a mechanoelectric scanning antenna system with a mechanical phase shifter as a beam steering element. The developed antenna array allows to provide scanning in the sector of angles ±60°.
