Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2024
Идентификатор DOI: 10.32603/1993-8985-2024-27-4-38-51
Ключевые слова: Dual-band feed, Ka/Q-band feed, dual-mirror antenna, satellite communication station, двухдиапазонный облучатель, облучатель Ka/Q-диапазонов, двухзеркальная антенна, станция спутниковой связи
Аннотация: Введение. В связи с исчерпанием частотного ресурса в Ku-диапазоне частот активно разрабатываются спутниковые системы связи в более высокочастотных диапазонах Ka и Q. Для земных станций спутниковой связи этих диапазонов характерна работа на прием и передачу на сильно разнесенных частотах (в 1.5 и более раз). Зеркальные антенны, примПоказать полностьюеняемые в станциях связи, должны обеспечивать формирование диаграмм направленности (ДН) с необходимыми параметрами в двух разнесенных диапазонах. Поэтому при разработке облучателей таких антенн существует ряд неразрешенных на сегодняшний день трудностей, обусловленных высокими требованиям к их техническим характеристикам.Цель работы. Разработка моделей и макетирование двухдиапазонного облучателя на основе коаксиальной схемы и фидерного тракта с использованием узкополосного перехода с прямоугольного волновода на круглый.Материалы и методы. Расчет и исследование разработанной конструкции двухдиапазонной облучающей системы проводились с применением программного обеспечения CST Studio Suite и специально разработанных программ-дополнений, которые существенно упрощают и ускоряют работу.Результаты. Разработан макет двухдиапазонного облучателя ЭИФ5.468587.001, обеспечивающий формирование ДН зеркальной антенны в диапазоне частот приема (19.172…19.792 ГГц) с коэффициентом направленного действия (КНД) не менее 46 дБи и уровнем первого бокового лепестка не более 20.1 дБ; в диапазоне частот передачи (43.924…44.524 ГГц) с КНД не менее 52.7 дБи и уровнем первого бокового лепестка не более 16.7 дБи. Проведен сравнительный анализ разработанного макета облучающей системы с серийным образцом облучателя в составе антенны 08150.6220-0 земной станции спутниковой связи.Заключение. Изготовленный облучатель ЭИФ5.468587.001 позволяет формировать осесимметричную ДН зеркальной антенны с более высоким КНД (на 0.7 дБи в режиме приема и на 1.4 дБи в режиме передачи) и с более низким уровнем внеосевых излучений по сравнению с серийным облучателем, изготовленным АО "РЕШЕТНЕВ" в составе антенны 08150.6220-0 и используемым в настоящее время в составе земной станции спутниковой связи. Introduction. Due to the depletion of the frequency resource in the Ku frequency range, satellite communication systems are being actively developed in higher frequency ranges, i.e., Ka and Q. Satellite communication earth stations in these ranges are characterized by receiving and transmitting at widely spaced frequencies (1.5 times or greater). Mirror antennas used in communication stations must ensure the formation of appropriate radiation patterns in two separated ranges. Therefore, due to the high requirements for their technical characteristics, the development of feeds for such antennas is associated with a number of currently unresolved difficulties.Aim. Development of models and prototyping of a dual-band feed based on a coaxial circuit and a feeder path using a narrow-band transition from a rectangular waveguide to a round one.Materials and methods. Calculation and research of the developed design of a dual-band irradiation system was carried out using the CST Studio Suite software and specially developed add-on programs that significantly simplify and speed up the work.Results. A prototype of the dual-band feed EIF5.468587.001 was developed, which ensures the formation of the radiation pattern of a mirror antenna in the receiving range (19.172…19.792 GHz) with an efficiency of no less than 46 dBi and the level of the first side lobe of no more than 20.1 dB, and in the transmitting range (43.924...44.524 GHz) with an efficiency of no less than 52.7 dBi and a first side lobe level of no more than 16.7 dBi. A comparative analysis of the developed feed model with a serial sample as part of the 08150.6220-0 antenna of a satellite communications earth station was carried out.Conclusion. The EIF5.468587.001 feed produced as a result of the work makes it possible to form an axisymmetric pattern of a mirror antenna with a higher efficiency (by 0.7 dBi in the receiving mode and 1.4 dBi in the transmitting mode) and with the lowest level of off-axis radiation compared to the feed manufactured by JSC ISS as part of the 08150.6220-0 antenna and currently used as part of a satellite communication station.
Журнал: Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника
Выпуск журнала: Т.27, №4
Номера страниц: 38-51
ISSN журнала: 19938985
Место издания: Санкт-Петербург
Издатель: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)