Анализ конструкций широкополосных рупорных антенн на основе антенны Вивальди

Abstract

В работе проводится обзор текущего состояния области разработки широкополосных рупорных антенн. Основными конструктивными особенностями большинства антенн такого типа является наличие двух согласующих ребер, встроенных в апертуру после некоторого прямого участка. Во многих работах преобладают различные формы рупоров, стандартными для самого популярного диапазона рабочих частот 1-18 ГГц являются пирамидальный и рупор с периодичными боковыми стенками. Коаксиально-волноводный переход (КВП) имеет множество конструкций и является очень важным элементов всех конструкций антенн. Стандартная конструкция КВП и резонансной камеры - это прямоугольная полость, внутрь которой вставляются два согласующих ребра, образуя Н-образный волновод, данная конструкция не является популярной, так как не обладает широкой полосой рабочих частот, а также отрицательно влияет на вид диаграммы направленности. Внутри рупора, часто в промежутке между согласующими ребрами, на их концах, можно увидеть разнообразные линзы, которые улучшают вид диаграмм направленности в высокочастотном диапазоне. Выявлена зависимость, связанная с тем, что нестандартные структуры (со встроенными внутрь согласующими элементами) резонансной камеры обычно имеют более широкую полосу рабочих частот, при этом, как было выяснено, также на нее сильно влияет, но в меньшей степени, конструкция согласующих ребер и конструкция самого рупора.

A review of the current state of development in wideband horn antenna design is presented in this paper.The main constructive features of most such antennas are two matching edges embedded into the aperture after some straight section. Many works focus on various forms of horns, with pyramidal and periodic sidewall horn being standard for the most popular operating frequency range of 1-18 GHz. Coaxial-waveguide transition (CWT) has many designs and is an essential element of all antenna structures. A conventional CWT and resonant chamber structure consists of a rectangular cavity into which two straight sections are inserted, but it is not widely used because it does not have a broad operating frequency band and negatively affects the radiation pattern. Inside the horn, often between the matching edges or at their ends, diverse lenses can be found that improve the radiation patterns in the high-frequency range. It was revealed that nonstandard resonator chamber structures usually have a broader operating frequency range, while both the design of the matching edges and the shape of the horn itself also influence the range to a lesser extent.