Известия высших учебных заведений. Электроника home

Анализ излучающих систем АФАР Kа-диапазона

Раздел находится в стадии актуализации

При построении активных фазированных антенных решеток (АФАР) для эксплуатации в высоких частотах (от L-диапазона до X- и Ku-диапазонов) возникают проблемы, связанные с уменьшением длины волны и необходимостью сокращения размеров приемопередающих модулей. Главным образом это обусловлено построением излучающей системы АФАР, низким КПД усилителей мощности передающей части и обеспечением теплового режима АФАР. В работе показаны возможные варианты построения излучающей системы АФАР Kа-диапазона. Для оценки применимости неэквидистантных антенных решеток в излучающих системах АФАР Kа-диапазона проведено моделирование характеристик антенных решеток с неравномерным шагом расположения излучателей. Показано, что преимуществами неэквидистантной апертуры АФАР являются увеличение места для размещения модулей и установки теплоотводящих шин, возможность увеличения размеров модулей, расположения излучателей разных поляризаций и осуществления полного поляризационного приема. Выполнен сравнительный анализ выходной мощности АФАР с продольной интеграцией и поперечной сборкой, а также поперечной интеграцией с продольной сборкой от условий охлаждения. Полученные результаты показывают, что, несмотря на меньшее число излучателей, возможно достижение более высокой мощности СВЧ-излучения неэквидистантной АФАР за счет улучшения условий охлаждения модулей в разреженной антенной решетке.

Ключевые слова: АФАР, излучающая система, неэквидистантная антенная решетка, приемопередающий модуль
Опубликовано в разделе: Схемотехника и проектирование
Библиографическая ссылка: Минаков Е. И., Макарецкий Е. А., Лагутин С. А., Переверзев А. Л., Лялин К. С. Анализ излучающих систем АФАР Kа-диапазона. Изв. вузов. Электроника. 2025;30(6):731–740. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2025-30-6-731-740. EDN: IGAPCY.
Источник финансирования: работа выполнена при финансовой поддержке Комитета по науке и инноватике Тульской области (грант в форме субсидии на проведение научных исследований №15 от 21 июня 2024 г.).

Минаков Евгений Иванович
Тульский государственный университет, Россия, 300012, г. Тула, пр-т Ленина, 92

Макарецкий Евгений Александрович
Тульский государственный университет, Россия, 300012, г. Тула, пр-т Ленина, 92

Лагутин Сергей Александрович
Тульский государственный университет, Россия, 300012, г. Тула, пр-т Ленина, 92

Переверзев Алексей Леонидович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)

Лялин Константин Сергеевич
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)

1. Гостюхин В. Л. (авт., ред.), Трусов В. Н., Гостюхин А. В. Активные фазированные антенные решетки. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Радиотехника; 2011. 303 с.

Gostyukhin V. L. (auth., ed.), Trusov V. N., Gostyukhin A. V. Active phased antenna arrays. 3rd ed., rev. and upd. Moscow: Radiotekhnika Publ.; 2011. 303 p. (In Russ.).

2. Воскресенский Д. И. (авт., ред.), Степаненко В. И., Филиппов В. С., Гостюхин В. Л., Грановская Р. А., Котов Ю. В. Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток: учеб. пособие для вузов. 3-е изд., доп. и перераб. М.: Радиотехника; 2003. 632 с.

Voskresenskiy D. I. (auth., ed.), Stepanenko V. I., Filippov V. S., Gostyukhin V. L., Granovskaya R. A., Kotov Yu. V. Microwave devices and antennas. Phased antenna array design: study guide for universities. 3rd ed., upd. and rev. Moscow: Radiotekhnika Publ.; 2003. 632 p. (In Russ.).

3. METDA semiconductors. METDA Technology Co. Available at: https://www.metdac.com/Down.html?companfileCateId=1 (accessed: 05.09.2025).

4. Boeringer D. W. Phased array including a logarithmic spiral lattice of uniformly spaced radiating and receiving elements. Patent US, 6433754B1, 13.08.2002.

5. Viganó M. C., Toso G., Caille G., Mangenot C., Lager I. E. Sunflower array antenna with adjustable density taper. Int. J. Antennas Propag. 2009;(spec.iss.):624035. https://doi.org/10.1155/2009/624035

6. Вендик О. Г., Парнес М. Д. Антенны с электрическим сканированием (введение в теорию): учеб. пособие для вузов. Ред. Л. Д. Бахрах. М.: Сайнс-пресс; 2002. 231 с.

Vendik O. G., Parnes M. D. Electronic scanning antennas (introduction to theory): study guide for universities. Ed. L. D. Bakhrakh. Moscow: Sayns-press Publ.; 2002. 231 p. (In Russ.).

7. Усачев В. А., Голов Н. А., Виленский А. Р., Кудрявцева Н. В. Перспективные малогабаритные антенные системы миллиметрового диапазона для специальных применений. Наука и образование: науч. изд. МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2011;(10):3. EDN: OIUBXN.

Usachev V. A., Golov N. A., Vilenskiy A. R., Kudryavtseva N. V. Promising small-sized millimeter wave antenna systems for special purposes. Nauka i obrazovanie: nauch. izd. MGTU im. N. E. Baumana. 2011;(10):3. (In Russ.).

8. Hancock T. M. Millimeter wave digital arrays (MIDAS). WiscWeb WordPress Service. Available at: https://mmwrcnece.wiscweb.wisc.edu/wp-content/uploads/sites/678/2019/02/Keynote_2_Hancock_012919.pdf (accessed: 05.09.2025).

9. Hancock T. M., Gross S., McSpadden J., Kushner L., Milne J., Hacker J. The DARPA millimeter wave digital arrays (MIDAS) program. In: 2020 IEEE BiCMOS and Compound Semiconductor Integrated Circuits and Technology Symposium (BCICTS). Monterey, CA: IEEE; 2020, pp. 1–4. https://doi.org/10.1109/BCICTS48439.2020.9392956

10. Роткоп Л. Л., Спокойный Ю. Е. Обеспечение тепловых режимов при конструировании радиоэлектронной аппаратуры. М.: Сов. радио; 1976. 230 с.

Rotkop L. L., Spokoynyy Yu. E. Temperature conditions control in designing radio electronic equipment. Moscow: Sov. radio Publ.; 1976. 230 p. (In Russ.).

Сведения о публикации

УДК: 621.396.677.3
Тип публикации: Научная статья
Язык оригинала: Русский
DOI: 10.24151/1561-5405-2025-30-6-731-740
Идентификатор статьи в РИНЦ: IGAPCY
Полнотекстовая версия: Перейти

JATS XML