Design of an Ultra-Wideband High-Power-Microwave Traveling-Wave Antenna

• Autorzy: Ben-Ari E. , Krasik J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2015.9.17

Warianty tytułu

PL

Projekt ultra-szerokopasmowej (UWB) mikrofalowej anteny dużej mocy (HPM) z falą bieżącą

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article shows the design and implementation of high-power-microwave (HPM) traveling-wave ultra-wideband (UWB) antenna for high power pulse applications. The antenna is designed to be driven by a high-power, single-shot signal generator with 1 ns pulse-width at the -3 dB power points, and peak voltage of up to 100 kV. EM simulation with CST STUDIO SUITE® was used to analyze antenna broadband behavior and to improve the design of the radiating elements as well as the transition from coaxial input to parallel radiating plates. The antenna geometry was exported for manufacturing using CAD export capability. Then the antenna was fabricated and measured. The results agree with simulation results to a great extent.

PL

Artykuł przedstawia projekt i wykonanie ultraszerokopasmowej (UWB) mikrofalowej anteny dużej mocy (HPM) z falą bieżącą przeznaczonej do pracy impulsowej. Antena była przeznaczona do pracy generatorem impulsowym dużej mocy o szerokości impulsu 1ns na poziomie -3dB i o napięciu szczytowym 100kV. Symulacja elektromagnetyczna przeprowadzona z użyciem oprogramowania CST STUDIO SUITE® była wykorzystana w celu analizy szerokopasmowych własności anteny oraz do optymalizacji kształtu elementów promieniujących a także połączenia wejścia współosiowego z równoległymi elementami promieniujących. Geometria anteny została wyeksportowana w formacie CAD z oprogramowania symulacyjnego do środowiska konstrukcyjno-mechanicznego. Następnie antena została wykonana i pomierzona. Wyniki pomiarów dobrze zgodziły się z wynikami wcześniejszej symulacji.

Słowa kluczowe

EN

ultra-wideband antenna; high-power microwaves (HPM); high voltage pulses; traveling-wave antenna; Valentine antenna; EM simulations; TEM horn; degenarated modes; microwave dispersion

PL

antena UWB; mikrofale dużej mocy (HPM); impuls wysokiego napięcia; antena z falą bieżącą; antena Valentine'a; symulacje elektromagnetyczne; antena rożkowa TEM; mody zdegenerowane; dyspersja mikrofalowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 56, nr 9
• Strony: 66--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Ben-Ari E.

• Israel Institute of Technology

autor

Krasik J.

• Physics Department, Technion

Bibliografia

• [1] MATLAB, Ver. R2011a; The MathWorks Inc.
• [2] CST STUDIO SUITE 2011, Ver. 2011, CST – Computer Simulation Technology, AG.
• [3] Cadilhon, B.; Pécastaing, L.; Reess, T.; Silvestre de Ferron, A.; Pignolet, P.; Vauchamp, S.; Andrieu, J.; Lalande, M.; , “High Pulsed Power Sources for Broadband Radiation,” Plasma Science, IEEE Transactions on, vol. 38, no. 10, pp. 2593–2603, Oct. 2010.
• [4] Carl E. Baum.; “Radiation of Impulse-Like Transient Fields”, Sensor and Simulation Notes, Note 321, Nov. 1989.
• [5] Farr, E. G.; Sower, G. D.; Buchenaur, C. J.; “Design Considerations for Ultra-Wideband, High-Voltage Baluns”, Sensor and Simulation Notes, Note 371, Oct. 1994.
• [6] Cadilhon, B.; Pecastaing, L.; Vauchamp, S.; Andrieu, J.; Bertrand, V.; Lalande, M.; “Improvement of an ultra-wideband antenna for high-power transient applications,” Microwaves, Antennas & Propagation, IET, vol. 3, no. 7, pp. 1102–1109, October 2009.
• [7] EG&G, Division of URS Corporation. ADC D-Dot (Free Field).