МИКРОВОЛНОВЫЕ ПОЛЯРИЗАТОРЫ НА ОСНОВЕ ПЕЧАТНЫХ ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТОК МЕАНДРОВОГО ТИПА
Аннотация
Данная статья посвящена анализу результатов численного исследования характеристик
рассеяния печатных поляризаторов на основе электродинамического моделирования дифракци-
онных решеток, выполненных на основе меандровых линий передачи в микрополосковом испол-
нении. С помощью полноволновой математической модели проведено всестороннее численное
исследование меандровых поляризаторов микроволнового диапазона, выполненных в виде много-
элементных мультипланарных печатных решеток. На основе проведенных исследований найде-
ны конструктивные решения для поляризаторов в интегральном исполнении, реализующих
функции трансформаторов поляризации волн микроволнового диапазона. Рассмотрены вопро-
сы конструктивного синтеза планарных поляризаторов для создания устройств трансформа-
ции поляризации, интегрируемых в излучающие и распределительные системы современных
многоэлементных фазированных антенных решеток в печатном исполнении. Получены числен-
ные результаты электродинамического моделирования трансформаторов поляризации волн
микроволнового диапазона на основе печатных дифракционных решеток, которые могут быть
использованы для выбора наиболее рациональных вариантов топологий поляризаторов при раз-
работке многофункциональных обтекателей в антеннах СВЧ. На основе полученных численных
данных рассматриваются возможности применения ряда вариантов плоских дифракционных
решеток в качестве поляризаторов проходного типа в составе антенных обтекателей. Пред-
ложенные в работе трансформаторы поляризации электромагнитного поля в виде мультипла-
нарных печатных решеток, входящих в состав антенных обтекателей, предназначены для
обеспечения расширения функциональных возможностей перспективных радиоэлектронных
средств, содержащих сканирующие антенные решетки, устанавливаемые под антенными об-
текателями. Кроме того, применение предложенных в работе реконфигурируемых поляриза-
торов открывает дополнительные возможности по цифровому управлению полями рассеяния
различных объектов радиолокационного наблюдения, позволяя создавать желаемые радиолока-
ционные образы защищаемых объектов.
Литература
Transactions on Antennas and Propagation, 2015, Vol. AP-63, No. 1, pp. 2782-2786.
2. Kas'yanov A.O., Zagrebnev A.S., Logvinenko E.L., chernyshev A.S. Dvukhpolyarizatsionnye
sosredotochenno-raspredelennye fazirovannye antennye reshetki L-, S-diapazonov s
polusfericheskim sektorom obzora [Bipolarization concentrated-distributed phased antenna arrays
of L-, S-bands with a hemispherical sector of the survey], Radiotekhnika [Radio Engineering],
2019, Vol. 83, No. 7 (9), pp. 194-201.
3. Doumanis E., Goussetis G., Gomez-Tornero J.L., Cahill R., Fusco V. Anisotropic impedance
surfaces for linear to circular polarization conversion, IEEE Transactions on Antennas and
Propagation, 2012, Vol. AP-60, No. 1, pp. 212-219.
4. Zhang C., Wang Y., Zhu F., Wei G., Li J., Wu C., Gao S., Liu H. A planar integrated folded
reflectarray antenna with circular polarization, IEEE Transactions on Antennas and Propagation,
2017, Vol. AP-65, No. 1, pp. 385-390.
5. Kas'yanov A.O. Matematicheskoe modelirovanie i raschet kharakteristik rasseyaniya
pechatnogo chastotno-izbiratel'nogo antennogo obtekatelya [Mathematical modeling and calculation
of scattering characteristics of a printed frequency-selective antenna fairing], Izvestiya
YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2020, No. 6 (216),
pp. 129-139.
6. Kas'yanov A.O. Antennyy obtekatel' s uglovoy fil'tratsiey na osnove metallodielektricheskikh
difraktsionnykh reshetok [Antenna fairing with angular filtration based on metal-dielectric diffraction
gratings], Radiotekhnika [Radio Engineering], 2021, Vol. 85, No. 7, pp. 70-79.
7. Kas'yanov A.O. Rezul'taty chislennogo issledovaniya kharakteristik rasseyaniya antennykh
obtekateley na osnove metallodielektricheskikh difraktsionnykh reshetok [Results of a numerical
study of the scattering characteristics of antenna fairings based on metal-dielectric diffraction
gratings], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences],
2021, No. 2 (219), pp. 91-105.
8. Kas'yanov A.O. Chastotno-izbiratel'nyy antennyy obtekatel' na osnove metallodielektricheskikh
difraktsionnykh reshetok i perforirovannykh ekranov [Frequency-selective antenna fairing based
on metal-dielectric diffraction gratings and perforated screens], Radiotekhnika [Radio Engineering],
2021, No. 3, pp. 39-49.
9. Freiadenhoven T., Bertuch T., Stanko S., Notel D., Vorst D.I.L., Dallmann T. Design of a
polarimetric rotating SIW-based reflector for polarimetric radar application, IEEE Transactions
on Antennas and Propagation, 2020, Vol. AP-68, No. 11, pp. 7414-7422.
10. Chulkov V.I. Matematicheskoe modelirovanie mnogosloynykh polyarizatorov na meandrovykh
liniyakh [Mathematical modeling of multilayer polarizers on meander lines], Radiotekhnika
[Radio Engineering], 1994, No. 9, pp. 71-75.
11. Young L., Robinson L.A., Hacking C.A. Meander-line polarizer, IEEE Transactions on Antennas
and Propagation, 1973, Vol. AP-21, No. 3, pp. 376-378.
12. Terret C., Levrel J.R., Mahdjoubi K. Susceptance computation of a meander-line polarizer layer,
IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1984, Vol. AP-32, No. 9, pp. 1007-1011.
13. Chu R-S., Lee K-M. Analytical model of a multilayered meander-line polarizer plate with normal
and oblique plane-wave incidence, IEEE Transactions on Antennas and Propagation,
1987, Vol. AP-35, No. 6, pp. 652-660.
14. Wu T.K. Meander-line polarizer for arbitrary rotation of linear polarization, IEEE Transactions
on Microwaves Guided wave Letters, 1994, Vol. 4, No. 6, pp. 199-201.
15. Zhang J.C., Yin Y.Z., Ma J.P. Mutifunctional meander line polarizer, Propagation Electromagnetic
Res. Letters, 2009, Vol. 6, pp. 55-60.
16. Bhattacharyya A.K. Analysis of multilayer infinite periodic array structures with different
periodicities and axes orientations, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2000,
Vol. AP-48, No. 3, pp. 357-369.
17. McNamara D.A. An octave bandwidth meanderline polarizer consists of five identical sheets
//Antennas and Propagation Society International Symposium, June 1981, Los Angeles, CA,
USA.1981, pp. 237-240. DOI: 10.1109/APS.1981.1148595.
18. Joyal M.-A., Laurin J.-J. Analysis and design of thin circular polarizers based on meander lines,
IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2012, Vol. AP-60, No. 6, pp. 3007-3011.
19. Wu T.K., Helms D.L. Meanderline polarization twister, U.S. Patent 4,786,914, Nov. 22, 1988.
20. Hwang K.C. Optimization of broadband twist reflector for Ku-band application, Electronics
Letters, 31st January 2008, Vol. 44, No. 3.
21. Kas'yanov A.O. Tvist-polyarizatory na osnove mikropoloskovykh difraktsionnykh reshetok
[Twist polarizers based on microstrip diffraction gratings], Antenny [Antennas], 2002, Issue 5
(60), pp. 34-39.
22. Delihacioglu K., Uckun S. Power reflection and transmission coefficients for meander-line
polarizers with a chiral slab, ETRI Journal, February 2003,Vol. 25, No. 1, pp. 41-48.
23. Kas'yanov A.O. Primenenie pechatnykh difraktsionnykh reshetok dlya upravleniya
polyarizatsiey elektromagnitnykh voln mikrovolnovogo diapazona [Application of printed diffraction
gratings for controlling the polarization of electromagnetic waves in the microwave
range], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2022,
No. 3, pp. 38-60. DOI: 10.18522/ 2311-3103-2022-3-38-60.
24. Kas'yanov A.O. Transformatory polyarizatsii elektromagnitnykh voln mikrovolnovogo
diapazona na osnove pechatnykh difraktsionnykh reshetok [Transformers of polarization of
electromagnetic waves of the microwave range based on printed diffraction gratings], Izvestiya
YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2021, No. 6, pp. 17-34.
DOI: 10.18522/2311-3103-2021-6-17-34.
25. Kas'yanov A.O., Chernyshev A.S. Prokhodnye i otrazhatel'nye difraktsionnye reshetki,
sostavlennye iz TFH-pechatnykh pereizluchateley. – S. 100-101.
26. Kas'yanov A.O., Sumatokhin K.V. Rezul'taty chislennogo modelirovaniya polyarizatorov na
osnove mikropoloskovykh difraktsionnykh reshetok meandrovogo tipa [Pass-through and reflective
diffraction gratings composed of TFH–printed re–emitters], pp. 98-99.
27. Kas'yanov A.O. Preobrazovanie polyarizatsii elektromagnitnykh voln s pomoshch'yu
pechatnykh difraktsionnykh reshetok v mikrovolnovom diapazone [Transformation of polarization
of electromagnetic waves using printed diffraction gratings in the microwave range],
Elektromagnitnye volny i elektronnye sistemy [Electromagnetic waves and electronic systems],
2022, No. 1, pp. 11-31.
