material permittivity, thickness, vibrator width, and distance to the shielding surface,
as well as on the position of a reactive capacitance load is also investigated. The
performed calculations demonstrate the possibility to control phases of the reflected
electromagnetic waves using the vibrator structures containing electronic switchers.
Keywords
:
phased array, electrical scanning, reflective elements, microstrip vibrator
Широкое применение в антенной технике находят антенны с элек-
трическим сканированием луча. Важное значение имеет улучшение
массогабаритных характеристик их фазирующих элементов. В насто-
ящей работе рассматриваются интегрированные фазирующие элемен-
ты, в которых излучатель совмещен с фазовращателем, выполненные
на основе полосковых вибраторов с электронными коммутаторами,
являющиеся достаточно компактными и легкими. Ранее [1] были ис-
следованы некоторые типы решеток проводников, нагруженных пол-
ными сопротивлениями, с использованием метода моментов. В рабо-
те [2] рассмотрены устройства, электродинамическая модель которых
представляет собой бесконечную в двух направлениях периодическую
решетку элементов, на которую нормально падает плоская электромаг-
нитная волна. Каждый элемент состоит из диэлектрической подлож-
ки, размещенной на идеально проводящем экране, на которой, в свою
очередь, размещен полосковый вибратор. Размеры экрана и диэлек-
трической подложки совпадают с периодом расположения элементов,
так что у соседних элементов они вплотную примыкают друг к другу.
В полосковый вибратор включены один или несколько электронных
коммутаторов, моделью которых в разомкнутом состоянии является
емкостное реактивное сопротивление. В качестве метода исследования
выбран численный метод, основанный на методе конечных разностей.
Однако в некоторых типах электронного коммутатора с конструк-
тивной точки зрения управляющий сигнал удобнее подавать со сто-
роны экрана. Полосковый вибратор с коммутатором может быть раз-
мещен как на поверхности подложки, обращенной к экрану, так и на
противоположной поверхности. Поэтому целесообразно рассмотреть
электродинамическую модель устройства, отличающуюся от модели,
приведенной в работе [2], наличием воздушного зазора между под-
ложкой и экраном.
Построение модели бесконечной антенной решетки с воздушным
зазором, модели без зазора, граничные условия, материал, период ре-
шетки примем аналогичными [2], добавим лишь еще один параметр
модели — зазор между подложкой и экраном. Моделирование будем
проводить на частоте 10 ГГц, с помощью САПР Ansoft HFSS 10 [3],
что не ограничивает полезности результатов, так как они легко могут
быть перенесены в другой частотный диапазон. Данная САПР осно-
вана на использовании метода конечных элементов [4].
100 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2013. № 3
