Антенная решетка на основе резонаторов Фабри–Перо с механоэлектрическим сканированием

Introduction. Introduction. Low-profile effective antenna systems (AS) with maintained directional characteristics in a wide sector of scanning angles are required for satellite communication at mobile objects. This article investigates the directional characteristics of a subarray based on a Fabry–Perot cavity and an antenna array with mechanoelectrical beam steering.Aim. To investigate a Fabry–Perot based antenna array with mechanoelectrical beam steering and to estimate its gain and directivity at different scanning angles.Materials and methods. Computer simulations were carried out using the finite element method (FEM), finite difference time domain (FDTD) method and template based post-processing.Results. A subarray based on a Fabry–Perot cavity for an antenna array with mechanoelectrical beam steering was simulated. The efficiency of the subarray comprised at least 65 % in the 11.9…12.5 GHz frequency band. An antenna array based on a Fabry–Perot cavity with mechanoelectrical beam steering was developed and investigated. The calculated characteristics of the developed antenna array agreed well with those obtained experimentally. The gain degradation did not exceed 2.5 dB in the 0…70° scanning angle range. The advantages of using antenna elements based on a Fabry–Perot cavity and developing on their basis mobile satellite antenna systems with wide-angle scanning are noted.Conclusion. The use of a radiator based on a Fabry–Perot cavity and the development on it basis an antenna array with mechanoelectrical beam steering provides an antenna efficiency of no less than 0.5 with a gain degradation of no more than 2.5 dB in the scanning angle range 0…70° from 11.9 to 12.5 GHz.Введение. Организация сетей спутниковой связи на мобильных объектах в труднодоступных, удаленных местностях является актуальной задачей в рамках развития информационной связанности территорий РФ. Для организации спутниковой связи на транспортных средствах необходимы низкопрофильные эффективные антенные системы (АС) с сохранением характеристик направленности в широком секторе углов сканирования.Цель работы. Исследование АР на основе резонатора Фабри–Перо с механоэлектрическим сканированием, а также оценка коэффициента усиления и направленности решетки при различных углах сканирования.Материалы и методы. Численные исследования проведены методом конечных элементов (FEM – finite element method) и методом конечных разностей во временной области (FDTD), а также методами постобработки результатов.Результаты. Проведено моделирование подрешетки на основе резонатора Фабри–Перо для АР с механоэлектрическим сканированием. Установлено, что коэффициент усиления (КУ) подрешетки на основе резонатора Фабри–Перо составляет не менее 32.5 дБ в полосе частот от 11.9 до 12.5 ГГц, а апертурный коэффициент использования поверхности (КИП) – не менее 0.65. В ходе исследования разработана и изготовлена АР на основе резонатора Фабри–Перо с механоэлектрическим сканированием. Характеристики АР на основе резонатора Фабри–Перо, полученные электродинамическим моделированием, совпадают с характеристиками, найденными экспериментальным путем. Деградация КУ АР на основе резонаторов Фабри–Перо составляет не более 2.5 дБ в секторе углов сканирования 0…70°. Отмечены преимущества использования антенных элементов на основе резонатора Фабри–Перо и построения на их основе мобильных спутниковых АС с широкоугольным сканированием.Заключение. Применение в качестве излучателя резонатора Фабри–Перо и построение на его основе АР с механоэлектрическим сканированием позволяет достичь апертурного КИП антенны не менее 0.5 и деградации КУ в секторе углов 0…70° не более 2.5 дБ в полосе частот 11.9…12.5 ГГ

Graphene-based modulation-doped superlattice structures

The electronic transport properties of graphene-based superlattice structures are investigated. A graphene-based modulation-doped superlattice structure geometry is proposed and consist of periodically arranged alternate layers: InAs/graphene/GaAs/graphene/GaSb. Undoped graphene/GaAs/graphene structure displays relatively high conductance and enhanced mobilities at elevated temperatures unlike modulation-doped superlattice structure more steady and less sensitive to temperature and robust electrical tunable control on the screening length scale. Thermionic current density exhibits enhanced behaviour due to presence of metallic (graphene) mono-layers in superlattice structure. The proposed superlattice structure might become of great use for new types of wide-band energy gap quantum devices.Comment: 5 figure

Effects of inhomogeneous broadening on reflection spectra of Bragg multiple quantum well structures with a defect

The reflection spectrum of a multiple quantum well structure with an inserted defect well is considered. The defect is characterized by the exciton frequency different from that of the host's wells. It is shown that for relatively short structures, the defect produces significant modifications of the reflection spectrum, which can be useful for optoelectronic applications. Inhomogeneous broadening is shown to affect the spectrum in a non-trivial way, which cannot be described by the standard linear dispersion theory. A method of measuring parameters of both homogeneous and inhomogeneous broadenings of the defect well from a single CW reflection spectrum is suggested.Comment: 27 pages, 6 eps figures; RevTe