Вопросы радиоэлектроники. 2021; : 4-9
Аналитическое и имитационное моделирование линейных антенных решеток на поверхности цилиндрической формы
https://doi.org/10.21778/2218-5453-2021-4-4-9Аннотация
Основные технические характеристики приемо-передающей радиоэлектронной аппаратуры (полосы рабочих частот, зоны и дальности действия, габаритные размеры и масса аппаратуры) в значительной степени зависят от параметров используемых в ней антенн. При размещении антенных систем на летательных аппаратах необходимо учитывать электродинамическое взаимодействие с элементами конструкции, искажающими электромагнитное поле. Программные средства имитационного моделирования позволяют существенно повысить качество анализа искажений электромагнитного поля, вносимых антенной и носителем. С помощью среды электродинамического моделирования Computer Simulation Technology Microwave Studio исследованы характеристики направленности линейных вибраторных антенных решеток, расположенных на экране, имеющем форму идеально проводящего цилиндра конечных размеров. Получены аналитические выражения для расчета диаграммы направленности и коэффициента направленного действия антенной решетки на идеально проводящем цилиндре в диапазоне ультравысоких частот и проведен анализ закономерностей пространственно-частотной избирательности передачи (приема) электромагнитных волн.
Список литературы
1. Шорохова Е. А. Излучение и дифракция электромагнитных волн в естественных и искусственных неоднородных материальных средах: диссертация … д-ра физ. – мат. наук. Нижний Новгород: 2010. 342 с.
2. Ашихмин А. В. Проектирование и оптимизация сверхширокополосных антенных устройств и систем для аппаратуры радиоконтроля. М.: Радио и связь, 2005. 365 с.
3. Моделирование малогабаритных сверхширокополосных антенн / под ред. В. Б. Авдеева и А. В. Ашихмина. Воронеж: Воронежский госуниверситет, 2005. 223 с.
4. Резников Г. Б. Антенны летательных аппаратов. М.: Советское радио, 1967. 416 с.
5. Богословский А. В., Разиньков С. Н. Синтез продольных щелевых решеток на идеально проводящей полосе с максимальными коэффициентами направленного действия и нулями диаграмм направленности // Успехи современной радиоэлектроники. 2012. № 4. С. 83–93.
6. Неганов В. А., Табаков Д. П., Яровой Г. П. Современная теория и практические применения антенн. М.: Радиотехника, 2009. 720 с.
7. Бахрах Л. Д., Кременецкий С. Д. Синтез излучающих систем (теория и методы расчета). М.: Радио и связь, 1974. 232 с.
8. Kueh H. H. Radiation from a radial electric dipole near a long finite circular cylinder // IRE Transaction. 1961. Vol. AP-9. No 6. P. 546–553.
9. Богословский А. В., Борисов Д. Н., Разиньков С. Н., Разинькова О. Э. Моделирование и анализ диаграмм направленности решеток элементарных электрических вибраторов на боковой поверхности цилиндра конечной длины // Информатика: проблемы, методы, технологии: сборник трудов ХХ Международной научно-технической конференции. Воронеж: ВГУ, 2020. Ч. 2. С. 336–348.
10. Звездина М. Ю. Метод анализа характеристик излучения электрического вибратора вблизи цилиндра произвольного сечения // Излучение и рассеяние электромагнитных волн: сборник докладов II Международной НТК. Таганрог: 2003. С. 145–147.
11. Звездина М. Ю. и др. Исследование характеристик адаптивной антенной решетки вибраторных излучателей // Вопросы радиоэлектроники. 1998. № 18. С. 25–31.
Issues of radio electronics. 2021; : 4-9
Analytical and simulation modeling of linear antenna arrays on surface of a cylindrical shape
https://doi.org/10.21778/2218-5453-2021-4-4-9Abstract
The main technical characteristics of the transmitting and receiving radio electronic equipment (operating frequency bands, zones and ranges of action, overall dimensions and weight of the equipment) largely depend on the characteristics of the antennas used in them. When placing antenna systems on aircraft, it is necessary to take into account the electrodynamic interaction of structural elements leading to distortions of the electromagnetic field. Simulation software can significantly improve the quality of the analysis of electromagnetic field distortions introduced by the antenna and carrier. Using the Electrodynamic Simulation Environment Computer Simulation Technology Microwave Studio, the directivity characteristics of linear vibrator antenna arrays located on a screen such as a perfectly conducting cylinder of finite dimensions are investigated. Analytical expressions are obtained for calculating the directional pattern and directional effect of an antenna array on an ideally conducting cylinder, the lateral surface of which can represent fragments of an aircraft in the ultrahigh frequency range, and an analysis of the regularities of the spatial-frequency selectivity of transmission (reception) of electromagnetic waves is carried out.
References
1. Shorokhova E. A. Izluchenie i difraktsiya elektromagnitnykh voln v estestvennykh i iskusstvennykh neodnorodnykh material'nykh sredakh: dissertatsiya … d-ra fiz. – mat. nauk. Nizhnii Novgorod: 2010. 342 s.
2. Ashikhmin A. V. Proektirovanie i optimizatsiya sverkhshirokopolosnykh antennykh ustroistv i sistem dlya apparatury radiokontrolya. M.: Radio i svyaz', 2005. 365 s.
3. Modelirovanie malogabaritnykh sverkhshirokopolosnykh antenn / pod red. V. B. Avdeeva i A. V. Ashikhmina. Voronezh: Voronezhskii gosuniversitet, 2005. 223 s.
4. Reznikov G. B. Antenny letatel'nykh apparatov. M.: Sovetskoe radio, 1967. 416 s.
5. Bogoslovskii A. V., Razin'kov S. N. Sintez prodol'nykh shchelevykh reshetok na ideal'no provodyashchei polose s maksimal'nymi koeffitsientami napravlennogo deistviya i nulyami diagramm napravlennosti // Uspekhi sovremennoi radioelektroniki. 2012. № 4. S. 83–93.
6. Neganov V. A., Tabakov D. P., Yarovoi G. P. Sovremennaya teoriya i prakticheskie primeneniya antenn. M.: Radiotekhnika, 2009. 720 s.
7. Bakhrakh L. D., Kremenetskii S. D. Sintez izluchayushchikh sistem (teoriya i metody rascheta). M.: Radio i svyaz', 1974. 232 s.
8. Kueh H. H. Radiation from a radial electric dipole near a long finite circular cylinder // IRE Transaction. 1961. Vol. AP-9. No 6. P. 546–553.
9. Bogoslovskii A. V., Borisov D. N., Razin'kov S. N., Razin'kova O. E. Modelirovanie i analiz diagramm napravlennosti reshetok elementarnykh elektricheskikh vibratorov na bokovoi poverkhnosti tsilindra konechnoi dliny // Informatika: problemy, metody, tekhnologii: sbornik trudov KhKh Mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii. Voronezh: VGU, 2020. Ch. 2. S. 336–348.
10. Zvezdina M. Yu. Metod analiza kharakteristik izlucheniya elektricheskogo vibratora vblizi tsilindra proizvol'nogo secheniya // Izluchenie i rasseyanie elektromagnitnykh voln: sbornik dokladov II Mezhdunarodnoi NTK. Taganrog: 2003. S. 145–147.
11. Zvezdina M. Yu. i dr. Issledovanie kharakteristik adaptivnoi antennoi reshetki vibratornykh izluchatelei // Voprosy radioelektroniki. 1998. № 18. S. 25–31.
