Electromagnetic analysis of next generation radomes
- Reference number
- SM19-0025
- Start and end dates
- 200101-231231
- Amount granted
- 1 125 076 SEK
- Administrative organization
- Saab Dynamics AB
- Research area
- Computational Sciences and Applied Mathematics
Summary
Radomes are designed in composite materials to withstand the environment they are operating in, while being transparent for the signals transmitted and received by the enclosed antenna. A new generation of electronically scanned array antennas is currently under rapid development for millimeter wave base stations for 5G communication, but is also used in radar applications. The amplitude and phase of each antenna element are individually controlled to create a beam in the desired direction. The array antenna development has been driven by the 5G revolution, where the MIMO (multiple input, multiple output) technology is considered mature today and the so called massive-MIMO that are utilizing a large number of antenna elements in the array is the next step. The new generation antennas have larger scan range, larger bandwidth, lower sidelobes compared to existing generation antennas and they allow multiple beams as well as multiple nulls. This imposes new requirements on the radomes as well. The objective of this project is to develop computationally efficient and accurate analysis models for the design of the next generation radomes that are adapted to all these new radome requirements which are relevant for the next generation radomes. In addition, the project will develop a new and innovative method which enables the antenna to compensate for the radome. Developed methods will be validated by measurements of a prototype radome and an available 5G array antenna.
Popular science description
Det pågår en snabb utveckling av en ny generation antenner som består av ett stort antal små antennelement. Genom att styra signalstyrkan för respektive antennelement riktas antennens signal i en önskad riktning, tex mot en användare i ett 5G-nät. Antennen kan simultant styra ut lober mot och följa flera användare i systemet, samt minimera störning av andra kommunikationssignaler genom att rikta så kallade nolldjup i deras riktningar. Antenner är generellt känsliga för väder och vind och behöver därför skyddas av ett skal (kallat radom) som ofta tillverkas i kompositmaterial som har hög hållfasthet och god genomsläpplighet. Radomskalet konstrueras så att det försämrar antennens prestanda så lite som möjligt, så att förluster och reflektioner minimeras. Den nya generationens antenner med alla dess funktioner ställer nya krav på radomen. Syftet med projektet är att utveckla analysmetod som är tillräckligt snabb och noggrann för nästa generations radomer som är anpassade för den nya generationens antenner som är under snabb utveckling. Dessutom kommer projektet att utveckla en helt ny och innovativ metod att låta antennen kompensera för radomen. Till exempel kan den smarta antennen med hjälp av kompenseringstekniken sända ut en signal som släcker ut den reflektion som oundvikligen uppstår i radomskalet. Vidare uppstår det ett brytningsfel i radomskalet vilket också kan elimineras eller kraftigt minskas tack vare kompenseringstekniken. Dessutom kan tekniken potentiellt även kompensera för tillverkningsdefekter. Sammantaget har kompenseringsteknik stor potential att förbättra prestandan på antenn/radom-systemet.