Equivalent Microwave Circuit Technique for Waveguide Iris Polarizers Development

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorBulashenko, A. V.
dc.contributor.authorPiltyay, S. I.
dc.date.accessioned2022-02-17T08:54:57Z
dc.date.available2022-02-17T08:54:57Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenThe increase of information volumes, which are transmitted in modern satellite telecommunication systems, requires the development of new signal processing technologies, microwave devices, antenna systems and methods of their analysis. In particular, polarization-adaptive antennas are widely used for this purpose. Such antennas provide the possibility to transmit and receive radio signals with polarization of any type. Polarization processing devices of antenna systems must provide low levels of voltage standing wave ratio of waves with horizontal and vertical linear polarizations and high crosspolar discrimination simultaneously. Therefore, there is the need to improve designs and methods of analysis of modern polarization processing devices. Polarizers based on a square waveguides with irises are widely used due to the simplicity of their design and manufacturing by milling technology. The article considers a new mathematical model of waveguide polarizers with reactive irises. For the example of model application we have simulated and optimized a polarizer based on a square waveguide with four irises. A mathematical model of this waveguide polarizer was developed based on the description of microwave devices and their elements by wave scattering and transmission matrices. The general scattering matrix of the polarizer has been obtained analytically. The main electromagnetic characteristics of the polarizer were determined based on the elements of this matrix. As a result, we have analyzed main characteristics of the model, including differential phase shift, voltage standing wave ratio for vertical and horizontal polarizations, axial ratio and crosspolar discrimination. The optimization of the characteristics of a polarizer has been performed using the developed mathematical model and a software based on the finite integration technique. The optimal characteristics and geometrical sizes of the structure are in good agreement, which proves the correctness of the developed mathematical model of square waveguide iris polarizers.uk
dc.description.abstractruУвеличение объемов информации, передаваемых в современных спутниковых телекоммуникационных системах, требует разработки новых технологий обработки сигналов, микроволновых устройств, антенных систем и методов их анализа. В частности, для этой цели широко используются поляризационно-адаптивные антенны. Такие антенны обеспечивают возможность передачи и приема радиосигналов с поляризацией любого типа. Приборы для обработки поляризации в антенных системах должны обеспечивать низкий уровень коэффициента стоячих волн по напряжению для волн горизонтальной и вертикальной линейных поляризаций и высокий уровень кроссполяризационной развязки одновременно. Поэтому возникает необходимость совершенствования конструкций и методов анализа современных устройств поляризационной обработки. Поляризаторы на основе квадратных волноводов с диафрагмами широко используются благодаря простоте их конструкции и изготовления с помощью фрезерной технологии. В статье рассматривается новая математическая модель волноводных поляризаторов с реактивными диафрагмами. В качестве примера применения модели мы моделировали и оптимизировали поляризатор на основе квадратного волновода с четырьмя диафрагмами. Математическая модель этого волноводного поляризатора была разработана на основе описания микроволновых устройств и их элементов с помощью матриц рассеяния и передачи. Общая матрица рассеяния поляризатора получена аналитически. Основные электромагнитные характеристики поляризатора определялись на основе элементов этой матрицы. В результате мы проанализировали основные характеристики модели, включая дифференциальный фазовый сдвиг, коэффициент стоячей волны по напряжению для вертикальной и горизонтальной поляризации, коэффициент эллиптичности и кроссполяризационную развязку. Оптимизация характеристик поляризатора проведена с помощью разработанной математической модели и программного обеспечения на основе метода конечных элементов. Оптимальные характеристики и геометрические размеры структуры хорошо согласуются, что подтверждает правильность разработанной математической модели поляризаторов на основе квадратного волновода с диафрагмами.uk
dc.description.abstractukЗбiльшення обсягiв iнформацiї, що передаються в сучасних супутникових телекомунiкацiйних системах, вимагає розробки нових технологiй обробки сигналiв, мiкрохвильових пристроїв, антенних систем та методiв їх аналiзу. Зокрема, для цiєї мети широко використовуються поляризацiйно-адаптивнi антени. Такi антени забезпечують можливiсть передачi та прийому радiосигналiв з поляризацiєю будь-якого типу. Прилади для обробки поляризацiї в антенних системах повиннi забезпечувати низький рiвень коефiцiєнта стiйних хвиль за напругою для хвиль горизонтальної та вертикальної лiнiйних поляризацiй та високий рiвень кросполяризацiйної розв’язки одночасно. Тому виникає необхiднiсть вдосконалення конструкцiй та методiв аналiзу сучасних пристроїв поляризацiйної обробки. Поляризатори на основi квадратних хвилеводiв з дiафрагмами широко використовуються завдяки простотi їх конструкцiї та виготовлення за допомогою фрезерної технологiї. У статтi розглядається нова математична модель хвилеводних поляризаторiв з реактивними дiафрагмами. Для прикладу застосування моделi ми моделювали та оптимiзували поляризатор на основi квадратного хвилеводу з чотирма дiафрагмами. Математична модель цього хвилеводного поляризатора була розроблена на основi опису мiкрохвильових пристроїв та їх елементiв за допомогою матриць розсiювання та передачi. Загальна матриця розсiювання поляризатора отримана аналiтично. Основнi електромагнiтнi характеристики поляризатора визначалися на основi елементiв цiєї матрицi. У результатi ми проаналiзували основнi характеристики моделi, включаючи диференцiйний фазовий зсув, коефiцiєнт стiйної хвилi за напругою для вертикальної та горизонтальної поляризацiї, коефiцiєнт елiптичностi та кросполяризацiйну розв’язку. Оптимiзацiя характеристик поляризатора проведена за допомогою розробленої математичної моделi та програмного забезпечення на основi методу скiнчених елементiв. Оптимальнi характеристики та геометричнi розмiри структури добре узгоджуються, що пiдтверджує правильнiсть розробленої математичної моделi поляризаторiв на основi квадратного хвилеводу iз дiафрагмами.uk
dc.format.pagerangeС. 17-28uk
dc.identifier.citationBulashenko, A. V. Equivalent Microwave Circuit Technique for Waveguide Iris Polarizers Development / Bulashenko A. V., Piltyay S. I. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2020. – Вип. 83. – С. 17-28. – Бібліогр.: 59 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2020.83.17-28
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/46567
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування: збірник наукових праць, Вип. 83uk
dc.subjectwaveguide polarizeruk
dc.subjectiris polarizeruk
dc.subjectcircular polarizationuk
dc.subjectscattering matrixuk
dc.subjecttransmission matrixuk
dc.subjectdifferential phase shiftuk
dc.subjectvoltage standing wave ratiouk
dc.subjectaxial ratiouk
dc.subjectcrosspolar discriminationuk
dc.subjectполяризаторuk
dc.subjectхвилевiдний поляризаторuk
dc.subjectполяризатор з дiафрагмамиuk
dc.subjectматриця розсiюванняuk
dc.subjectматриця передачiuk
dc.subjectдиференцiйний фазовий зсувuk
dc.subjectкоефiцiєнт стiйної хвилi за напругоюuk
dc.subjectкоефiцiєнт елiптичностiuk
dc.subjectкросполяризацiйна розв’язкаuk
dc.subjectполяризаторuk
dc.subjectволноводный поляризаторuk
dc.subjectполяризатор с диафрагмамиuk
dc.subjectматрица рассеиванияuk
dc.subjectматрица передачиuk
dc.subjectкоэффициент стоячей волны по напряжениюuk
dc.subjectдифференциальный фазовый сдвигuk
dc.subjectкоэффициент эллиптичностиuk
dc.subjectкроссполяризационная развязкаuk
dc.subject.udc621.396uk
dc.titleEquivalent Microwave Circuit Technique for Waveguide Iris Polarizers Developmentuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPIRR-2020_83_17-28.pdf
Розмір:
1.3 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 83