МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ВИМІРЮВАННЯ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ АНТЕН НАДВИСОКОЧАСТОТНОГО ДІАПАЗОНУ\
DOI:
https://doi.org/10.26906/SUNZ.2026.3.168Keywords:
рупорна антена, надвисокі частоти, діаграма спрямованості, коефіцієнт підсилення, еталонна антена, вимірювання параметрів антен, НВЧ випромінювання, спрямована дія, експериментальна методикаAbstract
Актуальність. У статті розглянуто методику експериментального вимірювання основних параметрів антен надвисокочастотного (НВЧ) діапазону, зокрема діаграми спрямованості та коефіцієнта підсилення. Об’єкт дослідження: рупорні спіральні та вібраторні антени, які широко використовуються в НВЧ системах зв’язку, радіолокації та телеметрії. Предмет дослідження. Методика вимірювання основних параметрів антен НВЧ діапазону. Мета дослідження: розроблення, обґрунтування та експериментальна реалізація методики вимірювання основних параметрів антен НВЧ діапазону, зокрема діаграми спрямованості та коефіцієнта підсилення, з використанням лабораторної установки, оптимізованої для умов навчального і прикладного технічного середовища. Завдання дослідження. Розробити та експериментально реалізувати методику вимірювання діаграми спрямованості й коефіцієнта підсилення антен НВЧ-діапазону. Методи дослідження: експериментальні дослідження, методи вимірювання параметрів антен НВЧ-діапазону, порівняльний аналіз та математична обробка результатів вимірювань. Результати дослідження. У статті проведено аналіз лабораторної установки, яка дозволяє здійснювати вимірювання в діапазоні до 10 ГГц з використанням генератора НВЧ Keysight N5173B EXG X-Series Microwave Signal Generator, аналізатора спектра Keysight N9010A EXA, передавальної пірамідальної рупорної антени, приймальної антени та детекторної секції здійснюється зняття діаграм спрямованості, а також вимірювання коефіцієнта підсилення методом еталонної антени. Як еталон застосовано відкритий кінець хвилеводу, що дозволяє теоретично або експериментально визначати базові параметри випромінювання. Висновки. Наукова новизна роботи полягає в практичному поєднанні класичної методики вимірювань з сучасними підходами до аналізу антенних характеристик, що може бути використано як у навчальному процесі, так і при розробці ефективних антенних систем для систем зв’язку. Порівняно з аналогічними роботами, у статті детально описано процедуру визначення коефіцієнта спрямованої дії з використанням графічних залежностей, що спрощує процес оцінки антен для реальних технічних застосувань.Downloads
References
1. Zhang, Z.-Y., Lu, K., and Leung, K. W. (2023), “Gain Enhancement of Horn Antenna Using a Metal Lens”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 71, no. 2, pp. 1337–1348, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2022.3228631 DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2022.3228631
2. Zheng, J., Ala-Laurinaho, J., and Räisänen, A. (2019), “On the One-Antenna Gain Measurement Method in Probe Station Environment at mm-Wave Frequencies”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 68, no. 11, pp. 4510– 4517, doi: https://doi.org/10.1109/TIM.2018.2890454 DOI: https://doi.org/10.1109/TIM.2018.2890454
3. Ma, B., Li, J., Chen, Y., Si, Y., Gao, H., Wu, Q., and Li, M. (2024), “A 60 GHz Slotted Array Horn Antenna for Radar Sensing Applications in Future Global Industrial Scenarios”, Micromachines, vol. 15, no. 6, doi: https://doi.org/10.3390/mi15060728 DOI: https://doi.org/10.3390/mi15060728
4. Hong, J., Zheng, S., Liu, R., and Zhao, W. (2021), “Design of mmWave Directional Antenna for Enhanced 5G Broadcasting Coverage”, Sensors, vol. 21, no. 3, Art. 746, doi: https://doi.org/10.3390/s21030746 DOI: https://doi.org/10.3390/s21030746
5. Zhang, T., Wei, Y., Wang, Y., Duan, C., Wang, L., Li, Z., Li, X., Li, X., & Cao, B. (2025), “Design of Segmented Ultra-Wideband TEM Horn Antenna for Calibration of Wideband Electromagnetic Pulse Sensors”, Sensors, vol. 25, no. 12, doi: https://doi.org/10.3390/s25123599 DOI: https://doi.org/10.3390/s25123599
6. Singh, G. I., Singh, R. K., and Lal, R. (2020), “Design and Development of 2.1 GHz Horn Antenna”, Lecture Notes in Electrical Engineering, vol. 587, Springer, Singapore, pp. 251–259, doi: https://doi.org/10.1007/978-981-32-9775-3_25 DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-32-9775-3_25
7. Семенов, А., Гаврилюк, П., Кириченко, С., Пархоменко, О. & Литвиненко, А. (2022), “Дослідження діаграми спрямованості прямокутного рупора за умови багаторежимного поширення електромагнітних хвиль”, Технологічний аудит та резерви виробництва, т. 64, № 2, С. 50–55, doi: https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.256560 DOI: https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.256560
8. Семенов, А., Гаврилюк, П., Кириченко, С. & Литвиненко, А. (2021), “Одномодовий і багатомодовий режими роботи прямокутного хвилеводу з сферичним феритовим зондом”, Матеріали 2021 IEEE 3-ї Української конференції з електротехніки та обчислювальної техніки (UKRCON), Львів, Україна, 26–28 серпня 2021 р., С. 100–104, doi: https://doi.org/10.1109/UKRCON53503.2021.9575750 DOI: https://doi.org/10.1109/UKRCON53503.2021.9575750
9. Wang, J.-Y., Ng Mou Kehn, M., and Rajo-Iglesias, E. (2020), “Design of a planar array of low profile horns at 28 GHz”, Sensors, vol. 20, Art. 6989, doi: https://doi.org/10.3390/s20236989 DOI: https://doi.org/10.3390/s20236989
10. Denghua, L., Fangfang, J., Cui, H., and Wenbai, C. (2018), “Study on Design and Simulation of Pyramidal Horn Antenna”, Journal of System Simulation, vol. 30, no. 10, pp. 3933–3938, doi: https://doi.org/10.16182/j.issn1004731x.joss.201810040
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Yrii Gichko, Serhii Mazor, Tetyana Khranovska, Heorhii Krykhovetskyi
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
