Geum.ru
   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим наукам

Электродинамические модели резонансных гребенчатых структур для анализа и синтеза высокоэффективных дифракционных антенн

Автореферат докторской диссертации по техническим наукам

  Страницы: | 1 | 2 | 3 |
 

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертации разработан комплекс эффективных взаимоувязанных электродинамических моделей металл о диэлектрических гребенчатых струкнтур различных, в том числе перспективных модифицированных, конфигуранций, обеспечивающих достоверный анализ процессов пространственного преобразования волн в резонансной области частот, методик параметриченского синтеза, оценки характеристик и создания образцов таких структур для реализации СВЧ и КВЧ антенн вытекающей волны и зеркальных антенн с улучшенными и специальными характеристиками.

В диссертации получены следующие основные результаты.

1. Предложен и апробирован метод электродинамического анализа антенных структур, содержащих планарныи диэлектрический волновод и периодическую металлическую гребенку, использующий концепцию "псевндоканавок" и позволяющий на два-три порядка сократить размерность матнрицы переменных по сравнению с известными симуляторами.

24


  1. Доказана возможность распространения предложенного метода на анализ широкого круга плоских дифракционных антенн с модифицированнной внутрипериодной структурой металлической гребенки (одно-, двух- и трехуровневого типов), с двухмерно-периодической гребенкой классическонго типа.
  2. Разработана электродинамическая модель антенны вытекающей волны с одномерно-периодическими многослойными структурами, содержанщими в разных комбинациях плоскопараллельные щелевую металлическую решетку, планарный диэлектрический волновод и металлическую гребенку, позволяющая анализировать широкий класс частных конфигураций излунчающего раскрыва.
  3. Разработана электродинамическая модель антенны вытекающей волны, основанная на строгом решении задачи возбуждения одномерной гребенки ограниченной длины заданной неоднородной волной планарного диэлектрического волновода, позволяющая учесть краевые эффекты, неэкнвидистантный способ размещения в общем случае разноразмерных канавок, отражение поверхностной волны от гребенки и обеспечить существенно лучшее качество анализа и синтеза по сравнению с моделями, опирающинмися на теорию бесконечных периодических структур.
  4. Разработан метод анализа зеркальных антенн с гребенчатым рефнлектором, основанный на описании поля облучателя совокупностью локальнно-плоских волн и решении задачи дифракции волны с искусственно огранинченным по протяженности плоским фронтом на конечной одномерной менталлической гребенке, применение которого позволило оптимизировать коннструктивные параметры антенны, обосновать эффективность способа уменьншения толщины зеркала при снижении высоты подвеса облучателя в 2 - 3 раза.
  5. Получены новые научные данные об особенностях пространственнного преобразования волн гребенчатыми структурами разнообразных коннфигураций и модификаций и влиянии их геометрических параметров на электрические характеристики, позволившие выработать рекомендации по применению структур в качестве излучающего раскрыва эффективных аннтенн вытекающей волны, в том числе с расширенной до 7 - 9 % относительнной полосой частот, электронным управлением поляризацией излучения.
  6. Созданы и апробированы методики параметрического синтеза и оптимизации антенных гребенчатых структур по заданным критериям, в том числе на основе генетических алгоритмов, использование которых понзволило достичь значений эффективности излучающего раскрыва антенны в виде профилированной гребенчатой структуры в среднем до 70 % при макнсимальном уровне бокового излучения "минус" 20 дБ, минимизировать разнницу направлений излучения волн ортогональных типов поляризации аннтенной с одномерной гребенкой и Г-образным профилем канавок.
  7. Разработаны базовые варианты конструкций эффективных дифракнционных антенн вытекающей волны с одномерно- и двухмерно-периодиченскими апертурами, возбуждаемыми со стороны торца, интерферометрического типа - с центральным и встречным возбуждением, для приема волн фиксинрованной линейной поляризации и управляемым типом линейной, круговой поляризаций, антенны с гребенчатым двухмерно-периодическим зеркалом.

25


Результаты, полученные в диссертации, позволили решить научную проблему разработки электродинамических моделей открытых излучающих гребенчатых структур с расширенным кругом модифицированных конфигунраций, обеспечивающих в резонансной области частот достоверный анализ предельно-достижимых характеристик пространственного преобразования волн и синтез на этой основе перспективных оптимизированных конструкнций дифракционных антенн при приемлемых для практики проектирования временных затратах и требованиях к вычислительным ресурсам.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

  1. Угло-частотная фильтрация линейно поляризованного излучения при приеме СВЧ сигнала /А.И. Климов, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, В.И. Юдин // Радиотехнника. - 1998. - № 6. - С. 70-72.
  2. Диапазонное снижение угловой чувствительности плоских дифракционных устройств на базе металлодиэлектрических двухуровневых гребенок / А.И. Климов, В.Н. Митрохин, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, В.И. Юдин // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостронение. - 1998. - № 4. - С. 95-103.
  3. Плоская антенна миллиметрового диапазона для систем приема и передачи конфиденциальной информации /А.И. Климов, К.Б. Меркулов, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, В.И. Юдин // Информация и безопасность: регион, науч.-техн. журнал. -1999.-Вып. З.-С. 33-39.
  4. Экспериментальные исследования антенных характеристик гребенки с двумя пазами и со слоем диэлектрика / А.И. Климов, К.Б. Меркулов, А.В. Останков, Ю.Г. Паснтернак, В.И. Юдин // Приборы и техника эксперимента. - 1999. - № 4. - С. 113-116.
  5. Маскировка плоской СВЧ антенны с управляемой поляризацией под элемент здания для системы скрытного приема-передачи информации / А.И. Климов, К.Б. Мернкулов, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, В.И. Юдин // Информация и безопасность: регион, науч.-техн. журнал. - 1999. - Вып. 4. - С. 9-14.
  6. Использование алгоритма компьютерной коррекции пеленга источника сигнала в мобильном комплексе противодействия радиоразведке / А.В. Ашихмин, А.И. Клинмов, В.Н. Кондратенко, К.Б. Меркулов, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, В.И. Юдин// Информация и безопасность: регион, науч.-техн. журнал. - 1999. - Вып. 4. - С. 23-28.
  7. Плоские дифракционные СВЧ-антенны с фиксированной ориентацией линнейной поляризации /А.И. Климов, К.Б. Меркулов, А.В. Останков, Ю.Г Пастернак, В.И. Юдин // Приборы и техника эксперимента. - 1999. - № 6. - С. 136.
  8. Плоская дифракционная СВЧ-антенна с электронно-управляемой поляризанционной чувствительностью / А.И. Климов, К.Б. Меркулов, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, В.И. Юдин // Приборы и техника эксперимента. - 1999. - № 6. - С. 137.
  9. Дифракционный анализ металлодиэлектрической гребенки с пазами, часнтично экранированными в области раскрыва/А.В. Останков, А.И. Климов, Ю.Г. Паснтернак, Е.В. Синютин, В.И. Юдин // Радиотехника. - 2000. - № 9. - С. 91-93.
  1. Дисперсионные характеристики металлических решеток прямоугольного и некоординатного профилей, накрытых диэлектриком / А.И. Климов, К.Б. Меркулов, А.В. Останков, Ю.Г Пастернак, О.И. Шерстюк, В.И. Юдин // Антенны. - 2001. - № 5 (51).-С. 17-21.
  2. Излучающие свойства структуры типа "планарный диэлектрический волнновод - металлическая гребенка" / А.В. Останков, В.И. Юдин, Ю.Г. Пастернак, А.И. Климов //Антенны. -2001. -№6 (52). -С. 29-32.

26


  1. Частотно-поляризационная чувствительность дифракционного устройства эшелетгного типа / К.Б. Меркулов, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, В.И. Юдин // Аннтенны. -2001. -№ 6 (52). -С. 33-37.
  2. Малогабаритный облучатель для короткофокусных рефлекторных антенн / А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, О.И. Шерстюк, В.И. Юдин // Приборы и техника эксперимента. -2002. -№ 3. -С. 156-157.
  3. Зеркальная СВЧ антенна с плоским дифракционным рефлектором для систем телекоммуникаций и спутникового телевидения / К.Б. Меркулов, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, О.И. Шерстюк,В.И. Юдин//Телекоммуникации. -2002. -№ 11. -С. 25-29.
  4. Моделирование рассеяния волн на щелевой решетке, экранированной пенриодической "гребенкой" со слоем диэлектрика / А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, О.И. Шерстюк, В.И. Юдин // Физика волновых процессов и радиотехнические сиснтемы. -2003. -Т. 6. -№2. -С. 68-71.
  5. Плоская измерительная антенна СВЧ диапазона волн с электронным управнлением поляризации излучения / К.Б. Меркулов, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, О.И. Шерстюк, В.И. Юдин // Приборы и техника эксперимента. - 2003. - № 3. - С. 162-163.
  6. Антенна трехсантиметрового диапазона волн с плоским фокусирующим рефлектором / К.Б. Меркулов, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, О.И. Шерстюк, В.И. Юдин // Приборы и техника эксперимента. - 2003. - № 4. - С. 165-166.
  7. Итеративная модификация метода наведенных ЭДС для задачи уменьшения ошибок пеленга, измеренного с помощью малоэлементных кольцевых антенных реншеток / А.В. Иванов, К.Б. Меркулов, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, В.И. Юдин // Антенны. - 2003. - №2 (69). - С. 37-42.
  8. Ашихмин, А.В. Электродинамическое моделирование антенной решетки наклонных вибраторов, предназначенной для пеленгования волн произвольной понляризации / А.В. Ашихмин, Ю.Г. Пастернак, А.В. Останков // Телекоммуникации. -2004.-№ 9.-С. 27-31.
  9. Останков, А.В. Анализ излучения антенны с плоским ребристым зеркалом / А.В. Останков // Наука производству. - 2004. - № 11 (79). - С. 46-50.
  10. Ашихмин, А.В. Математическое моделирование пеленгационной двухли-терной антенной решетки вибраторов методом интегральных уравнений Халлена / А.В. Ашихмин,Ю.Г Пастернак, А.В. Останков //Антенны. -2005. -№6 (97). -С. 26-30.
  11. Останков, А.В. Антенна СВЧ диапазона с плоским ребристым зеркалом и малой высотой подвеса облучателя / А.В. Останков // Вестник Воронежского госундарственного технического университета.-2009.-Т. 5.-№7.-С. 14-18.
  12. Останков, А.В. Математическая модель дифракции волны на конечной ме-таллодиэлектрической гребенке для проектирования антенн вытекающей волны / А.В. Останков // Вестник Воронежского государственного технического университе-та.-2009.-Т 5.-№7.-С. 89-91.
  13. Квазифрактальная двухдиапазонная антенна вытекающей волны / В.И. Вин-ников, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, И.В. Попов // Вестник Воронежского госундарственного технического университета.-2009.-Т. 5.-№9.-С. 64-67.
  14. Исследование возможности построения многочастотной полосковой антеннны на основе фрактальной структуры "салфетка Серпинского" / В.И. Винников, А.В. Останков, Ю.Г Пастернак, И.В. Попов // Вестник Воронежского государственного технического университета. -2009.-Т. 5.-№9.-С. 103-107.
  15. Перспективные конструкции сверхширокополосных и многочастотных по-лосковых антенн, реализованные на основе принципа фрактальности / В.И. Виннинков, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, И.В. Попов // Вестник Воронежского государстнвенного технического университета.-2009. -Т. 5.-№9.-С. 119-123.
  16. Останков, А.В. Дифракционная антенна вытекающей волны с нестандартнной реализацией излучающего раскрыва / А.В. Останков // Вестник Воронежского государственного технического университета. -2010. -Т. 6. -№ 8. -С. 17-26.

27


  1. Останков, А.В. Ретроспективный анализ возможностей, конструкций и оснновных характеристик дифракционных антенн вытекающей волны / А.В. Останков // Вестник Воронежского государственного технического университета. -2010. -Т. 6. -№8.-С. 75-81.
  2. Останков, А.В. Анализ и оптимизация дифракционной антенны поверхностнной волны / А.В. Останков // Антенны. - 2010. - № 9 (160). - С. 44-53.
  3. Останков, А.В. Оптимизация антенны дифракционного излучения, реализонванной по интерферометрической схеме /А.В. Останков//Вестник Воронежского гонсударственного технического университета. -2010. -Т. 6. -№11.-С. 51-54.
  4. Обзор современных методов построения квазифрактальных излучающих структур / В.И. Винников, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, СМ. Федоров//Вестник Вонронежского государственного технического университета. -2011. -Т. 7. -№ 5. - С. 55-59.
  5. Останков, А.В. Параметрический синтез линейной дифракционной антеннны вытекающей волны с ослабленной поляризационной чувствительностью / А.В. Останков, В.И. Юдин // Вестник Воронежского государственного технического унинверситета. - 2011. - Т. 7. - № 5. - С. 143-146.
  6. Останков, А.В. Синтез гребенчатого полотна антенны вытекающей волны с заданным направлением излучения и максимальной эффективностью / А.В. Останнков, В.И. Юдин // Вестник Воронежского государственного технического универсинтета.-2011.-Т. 7.-№ 5.-С. 157-161.

Книги

    • Моделирование малогабаритных сверхширокополосных антенн: коллективнная монография / В.Б. Авдеев, А.В. Ашихмин, А.В. Бердышев, СВ. Корочин, В.М. Некрьшов, А.В. Останков, Ю.Г. Пастернак, И.В. Попов, А.П. Преображенский; под ред. В.Б. Авдеева и А.В. Ашихмина. - Воронеж: ВГУ, 2005. - 223 с.
    • Дифракционные решетки в антеннах СВЧ и КВЧ диапазонов волн [электрон, ресурс]: учеб. пособие/В.И. Юдин, Ю.Г. Пастернак, А.В. Останков, К.Б. Меркулов. -Воронеж: ВГТУ, 2002. - 180 с. - 1 CD-ROM.
      Страницы: | 1 | 2 | 3 |
         Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим наукам