ВИСОКОЕФЕКТИВНИЙ ХВИЛЕВОДНИЙ ПОЛЯРИЗАТОР ДЛЯ СУПУТНИКОВИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ
DOI:
https://doi.org/10.24025/2306-4412.4.2020.217129Ключові слова:
поляризатор, хвилеводний поляризатор, діафрагма, хвилевід, диференційний фазовий зсув, коефіцієнт еліптичності, кросполяризаційна розв’язка.Анотація
У сучасних супутникових інформаційних системах та безпровідних системах передачі даних широко використовують сигнали із коловими поляризаціями. Сигнали цього типу вимагають застосування спеціальних антенних систем із поляризаційним обробленням. Такий підхід дає можливість удвічі зекономити частотні ресурси, які є обмеженими. У результаті збільшується інформаційна ємність каналів передачі інформації в супутникових та інших інформаційних системах. Базовим елементом антенних систем із коловими поляризаціями є поляризатор. Такий пристрій здійснює перетворення електромагнітних хвиль із круговою поляризацією в лінійно поляризовані хвилі або навпаки. Використання поляризатора та ортомодового перетворювача в антенних системах забезпечує перетворення поляризації сигналів із одночасною передачею їх до розв’язаних хвилеводних каналів. Стаття містить результати аналізу та оптимізації нового високоефективного хвилеводного поляризатора для супутникових інформаційних систем. Конструкція розробленого поляризатора складається із хвилеводу квадратного перерізу з чотирма діафрагмами. Виконано оптимізацію поляризатора для його застосування в робочому діапазоні частот від 10,7 ГГц до 12,8 ГГц. Проаналізовано й оптимізовано фазові, поляризаційні характеристики та характеристики узгодження із застосуванням чисельного методу скінченного інтегрування. Розроблений хвилеводний поляризатор із чотирма діафрагмами забезпечує диференційний фазовий зсув 90° ± 3,5°, коефіцієнт стійної хвилі з напругою, меншою 1,24, коефіцієнт еліптичності, менший 0,53 дБ, кросполяризаційну розв’язку, вищу 30,3 дБ. Таким чином, створений новий поляризатор на основі квадратного хвилеводу з чотирма діафрагмами забезпечує якісну роботу в усьому робочому Ku-діапазоні частот 10,7–12,8 ГГц. Пристрій може широко використовуватися в сучасних антенних системах із поляризаційним обробленням сигналів у телекомунікаційних, радіолокаційних і супутникових інформаційних системах.
Посилання
A. V. Bulashenko, "Evaluation of connectivity of D2D communications in 5G networks", Visnyk NTUU KPI. Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, vol. 81, pp. 21-29, 2020. DOI: 10.20535/RADAP.2020.81.21-29 [in Ukrainian].
A. V. Bulashenko, "Resource allocation for low-power devices of M2M technology in 5G networks", Naukovi visti KPI, vol. 3, pp. 7-13, 2020. DOI: 10.20535/kpi-sn.2020.3.203863 [in Ukrainian].
V. V. Gladun, and А. V. Bulashenko, "Obtaining of high quality 5G networks with D2D technology", in Int. Sci. and Tech. Conf. Radioengineering Fields, Signals, Devices and Systems, Kyiv, 2019, pp. 57-59. [in Ukrainian].
V. А. Gnitetsky, and А. V. Bulashenko, "Obtaining of very low delays in 5G cellular system based on MEС", in Int. Sci. and Tech. Conf. Radioengineering Fields, Signals, Devices and Systems, Kyiv, 2019, pp. 153-155. [in Ukrainian].
A. V. Bulashenko, and O. L. Litvinets, "Analysis of cloud technologies capabilities", in ІІ All-Ukr. Sci.-Method. Conf. Education, Science and Production: Development and Prospects. Sumy, 2017, pp. 1-3. [Online]. Available: https://essuir.sumdu.edu.ua/bitstream-download/123456789/66966/1/Bulashenko_cloud_technologies.pdf.
W. L. Stutzman, "Polarization in Electromagnetic Systems", Artech House, Norwood, 2018.
F. F. Dubrovka, S. I. Piltyay, R. R. Dubrovka, M. M. Lytvyn, and S. M. Lytvyn, "Optimum septum polarizer design for various fractional bandwidths", Radioelectron. Commun. Syst., vol. 63, no. 1, pp. 15-23, 2020. DOI:10.3103/S0735272720010021
F. Dubrovka, S. Piltyay, O. Sushko, R. Dubrovka, M. Lytvyn, and S. Lytvyn, "Compact X-band stepped-thickness septum polarizer", in IEEE Ukrainian Microwave Week, Kharkiv, 2020, pp. 135-138. DOI: 10.1109/UkrMW49653.2020.9252583
F. Dubrovka, S. Martunyuk, R. Dubrovka, M. Lytvyn, S. Lytvyn, Yu. Ovsianyk, S. Piltyay at al., "Circularly polarized X-band H11- and H21-modes antenna feed for monopulse autotracking ground station", in IEEE Ukrainian Microwave Week, Kharkiv, 2020, pp. 196-202. DOI: 10.1109/UkrMW49653.2020.9252600
F. F. Dubrovka, and S. I. Piltyay, "A novel wideband coaxial polarizer", in IEEE Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques, Odessa, 2013, pp. 473-474. DOI: 10.1109/ ICATT.2013.6650816
D. Yu. Kulik, L. P. Mospan, A. O. Perov, and N. G. Kolmakova, "Compact-size polarization rotators on the basis of irises with rectangular slots", Telecom. and Radio Engineering, vol. 75, no. 1, pp. 1-9, 2016. DOI: 0.1615/TelecomRadEng.v75.i1.10
D. Yu. Kulik, S. A. Steshenko, and A. A. Kirilenko, "Compact polarization plane rotator at a given angle in the square rectangular waveguide", Telecommunications and Radio Engineering, vol. 76, no. 1, pp. 855-864, 2017. DOI:10.1615/TelecomRadEng.v76.i10.20
S. I. Piltyay, "High performance extended C-band 3.4–4.8 GHz dual circular polarization feed system", in IEEE XI Int. Conf. on Antenna Theory and Techn., Kyiv, 2017, pp. 284-287. DOI: 10.1109/ICATT.2017.7972644
A. A. Kirilenko, S. O. Steshenko, V. N. Derkach, and Y. M. Ostryzhnyi, "A tunable compact polarizer in a circular waveguide", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 67, no. 2, pp. 592-596, 2019. DOI:10.1109/TMTT.2018.2881089
A. V. Bulashenko, S. I. Piltyay, and I. V. Demchenko, "Analytical technique for iris polarizers development", in IEEE Int. Conf. on Problems of Infocommunications. Science and Technology, Kharkiv, 2020, pp. 464-469.
A. V. Bulashenko, S. I. Piltyay, and I. V. Demchenko, "Optimization of a polarizer based on a square waveguide with diaphragms", Naukoiemni tekhnolohii, Iss. 47, No. 3, pp. 287-297, 2020. DOI: 10.18372/2310-5461.47.14878 [in Ukrainian].
S. I. Piltyay, A. V. Bulashenko, and I. V. Demchenko, "Compact polarizers for satellite information systems", in IEEE Int. Conf. on Problems of Infocommunications. Science and Technology, Kharkiv, 2020, pp. 350-355.
S. I. Piltyay, A. V. Bulashenko, and I. V. Demchenko, "Waveguide iris polarizers for Ku-band satellite antenna feeds", Journal of Nano- and Electronic Physics, vol. 12, no. 5, p. 05024, 2020. DOI: 10.21272/jnep.12(5).05024
S. I. Piltyay, A. V. Bulashenko, and I. V. Demchenko, "Analytical synthesis of waveguide iris polarizers”, Telecommunications and Radio Engineering, vol. 79, no. 18, pp. 1579-1597, 2020. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v79.i18.10
F. F. Dubrovka, and S. I. Piltyay, "Novel high performance coherent dual-wideband orthomode transducer for coaxial horn feeds", in XI IEEE Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques, Kyiv, 2017, pp. 277-280. DOI:10.1109/ICATT.2017.7972642
F. F. Dubrovka, and S. I. Piltyay, "Prediction of eigenmodes cutoff frequencies of sectoral coaxial ridged waveguides", in Int. Conf. on Modern Problem of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science, Lviv–Slavske, 2012, p. 191.
S. I. Piltyay, "Numerically effective basis functions in integral equation technique for sectoral coaxial ridged waveguides", in 14-th Int. Conf. on Math. Methods in Electromagnetic Theory, Kyiv, 2012, pp. 492-495. DOI:10.1109/MMET.2012.6331195
F. F. Dubrovka, and S. I. Piltyay, "Eigenmodes of sectoral coaxial ridged waveguides", Radioelectronics and Communications Systems, vol. 55, no. 6, pp. 239-247, 2012. DOI: 10.3103/S0735272712060015
F. F. Dubrovka, and S. I. Piltyay, "Electrodynamics boundary problem solution for sectoral coaxial ridged waveguide by integral equation technique", Radioelectronics and Communications Systems, vol. 55, no. 5, pp. 191-203, 2012. DOI:10.3103/S0735272712050019
S. I. Piltyay, and F. F. Dubrovka, "Eigenmodes analysis of sectoral coaxial ridged waveguides by transverse fieldmatching technique. Part 1. Theory", Visnyk NTUU KPI. Seriia - Radioteknika Radioaparatobuduvannia, vol. 54, pp. 13-23, 2013. DOI: 10.20535/RADAP.2013.54.13-23
F. F. Dubrovka, and S. I. Piltyay, "Eigenmodes analysis of sectoral coaxial ridged waveguides by transverse fieldmatching technique. Part 2. Numerical results", Visnyk NTUU KPI. Seriia - Radioteknika Radioaparatobuduvannia, vol. 55, pp. 13-23, 2013. DOI: 10.20535/RADAP.2013.55.13-23
F. F. Dubrovka, and S. I. Piltyay, "Eigenmodes of coaxial quad-ridged waveguides. Theory", Radioelectronics and Communications Systems, vol. 57, no. 1, pp. 1-30, 2014. DOI: 10.3103/S0735272714010014
F. F. Dubrovka, and S. I. Piltyay, "Eigenmodes of coaxial quad-ridged waveguides. Numerical results", Radioelectronics and Communications Systems, vol. 57, no. 2, pp. 59-69, 2014. DOI: 10.3103/S0735272714020010
S. I. Piltyay, "Enhanced C-band coaxial orthomode transducer", Visnik NTUU KPI. Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, vol. 58, pp. 27-34, 2014. DOI: 10.20535/RADAP.2014.58.27-34 [30] F. F. Dubrovka, and S. I. Piltyay, "Boundary problem solution for eigenmodes in coaxial quad-ridged waveguides", Information and Telecommunication Sciences, vol. 5, no. 1, pp. 48-61, 2014.
S. I. Piltyay, O. Yu. Sushko, A. V. Bulashenko, and I. V. Demchenko, "Compact Ku-band iris polarizers for satellite telecommunication systems", Telecommunications and Radio Engineering, vol. 79, no. 19, pp. 1673-1690, 2020. DOI:10.1615/TelecomRadEng.v79.i19.10
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
URN
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Степан Иванович Пильтяй, Андрей Василевич Булашенко, Елизавета Игоревна Калиниченко, Александр Василевич БулашенкоАвтори, які публікуються в цьому збірнику, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають збірнику право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License CC BY-NC, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи в тому вигляді, в якому її опубліковано цим збірником (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Політика збірника наукових праць дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
