ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Рассматриваются условия физической реализуемости одной из разновидностей апланатических линзовых коллиматоров – бифокального линзового коллиматора, имеющего две точки идеальной фокусировки, не лежащих на главной оптической оси. На основе взаимосвязи параметров, задаваемых при проектировании бифокального линзового коллиматора (размер раскрыва, толщина, фокусное расстояние, расстояние от главной оптической оси до точки фокуса, наклон фазового фронта в раскрыве), сформулированы условия, выполнение которых необходимо для синтеза физически реализуемого коллиматора. Решение поставленной задачи базируется на свойствах эллипса равных краев и геометрии бифокального линзового коллиматора. Приводятся и анализируются графические зависимости полученных выражений. На основе этого анализа определена взаимная зависимость параметров, задаваемых в начале вычислений поверхности линзы. Записаны системы неравенств, устанавливающие условия реализуемости бифокального линзового коллиматора. Записан ряд ограничений на начальные параметры бифокального линзового коллиматора. Выполнение полученных в статье неравенств является необходимым условием физической реализуемости бифокального линзового коллиматора.

1. Martin L.C. Wide-aperture aplanatic single lenses // Proceedings of the Physical Society. – 1944. – Vol. 56, N 2. – P. 104–113.
2. Wassermann G., Wolf E. On the theory of aplanatic aspheric systems // Proceedings of the Physical Society. Section B. – 1942. – Vol. 62. – P. 2–8.
3. Sternberg R.L. Successive approximation and expansion methods in the numerical design of microwave dielectric lenses // Journal of Mathematics and Physics. – 1955. – Vol. 34, N 1–4. – P. 209–235.
4. Friedlander F.G. A dielectric-lens aerial for wide-angle beam scanning // Journal of the Institution of Electrical Engineers. Part IIIA: Radiolocation. – 1946. – Vol. 93, N 4. – P. 658–662.
5. Bekefi G., Farnell G.W. A homogeneous dielectric sphere as a microwave lens // Canadian Journal of Physics. – 1956. – Vol. 34 (8). – P. 790–803.
6. High-efficiency dual-band bifocal metalens based on reflective metasurface / R. Xie, Y. Liu, T. Wang, G. Zhai, J. Gao, J. Ding // 2019 IEEE International Conference on Computational Electromagnetics (ICCEM 2019): Proceedings. – Shanghai, China, 2019. – P. 1–3.
7. Калошин В.А., Нгием Х.Д. Синтез и анализ диэлектрических бифокальных линз // Журнал радиоэлектроники. – 2018. – № 8. – С. 1–15.
8. Сканирующая тороидально-бифокальная линзовая антенная система диапазона 57–64 ГГц / А.А. Мальцев, В.М. Селезнев, А.С. Рульков, О.В. Болховская // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. – 2019. – Т. 22, № 3. – С. 36–47.
9. Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств. – М.: Энергия, 1973. – 440 с.
10. Зелкин Е.Г., Петрова Р.А. Линзовые антенны. – М.: Советское радио, 1974. – 280 с.
11. Brown R. Dielectric bifocal lenses // 1958 IRE International Convention Record. – 1956. – Vol. 4. – P. 180–187.
12. Bifocal wide angle lens with optimized construction algorithm for 60 GHz / H. Gulan, S. Marahrens, C. Rusch, B. Goettel, T. Zwick // 2014 International Workshop on Antenna Technology: Small Antennas, Novel EM Structures and Materials, and Applications (iWAT). – Sydney, NSW, Australia, 2014. – P. 43–46.