Статьи автора

Электродинамическое моделирование двухслойной линзы Моргана на основе связанных плоских волноводов

Номер выпуска 2 от 01.02.2023

Исследована многолучевая антенна на основе двухслойной линзы Моргана в виде связанных через частопериодическую решетку плоских волноводов. Рассмотрены вопросы синтеза линзы. Построена аналитическая модель связанных плоских волноводов, использующая эквивалентные граничные условия, которая верифицирована путем электродинамического моделирования в системе HFSS. Предложена приближенная электродинамическая модель антенны, основанная на представлении электромагнитного поля в структуре в виде радиальных волн связанных плоских волноводов основного типа. Показано, что в двухслойной линзе существенно ослаблен эффект ее затенения облучателями, что позволяет сформировать систему лучей с веерными диаграммами направленности, обеспечивающую обзор пространства в секторе азимутальных углов 360°. Продемонстрирована возможность формирования узких лучей с низким уровнем бокового и заднего излучения.

68 0

Электродинамическое моделирование щелевых решеток методом обобщенной матрицы рассеяния – разложения по сферическим волнам

Номер выпуска 1 от 01.01.2024

Представлен алгоритм для электродинамического анализа двумерной волноводной щелевой решетки конечных размеров. Для решения граничной задачи используется метод обобщенной матрицы рассеяния. Сложная задача для структуры с большими электрическими размерами делится на две подзадачи: рассеяние волн на одном элементе решетки и взаимодействие волн внутри решетки. В соответствии с указанным методом электромагнитное поле уединенного элемента решетки представляется в виде разложения по падающим и рассеянным сферическим волнам. Решение первой подзадачи дает оператор рассеяния, который связывает амплитуды падающих и рассеянных волн. Решение второй подзадачи дает матрицу взаимодействия, которая связывает амплитуды волн, падающих на m-й элемент решетки, с амплитудами волн, рассеянными n-м элементом. Применение оператора рассеяния и матрицы взаимодействия к анализируемой решетке приводит к системе линейных алгебраических уравнений относительно амплитуд рассеянных волн. Анализируется непериодическая сфокусированная в зоне Френеля щелевая решетка, содержащая до тысячи элементов. Полученные численные результаты хорошо согласуются с известным поведением сфокусированных решеток вытекающей волны. Обсуждаются возможные области применения метода.

72 0

Трансформация электромагнитных полей в сверхширокополосных антенных решетках

Номер выпуска 3 от 29.12.2025

Рассмотрены бесконечные сверхширокополосные решетки ТЕМ-рупоров и антенн Вивальди. На первом этапе была использована модель решетки в режиме квазипериодического возбуждения в виде канала Флоке, которая реализована в системе электродинамического моделирования HFSS. На втором этапе по рассчитанной матрице рассеяния канала Флоке определены параметры решетки в режиме кластерного возбуждения, в том числе распределение части полного поля — поля излучения в апертуре решетки. Проанализированы два кластера: конечные по одной координате и бесконечные по другой. Исследовано влияние на форму амплитудного распределения поля излучения в апертуре таких факторов, как размер кластера, частота, амплитудное распределение возбуждающих волн, сканирование в секторе углов. Показано, что распределение поля в излучающей апертуре может существенно отличаться от распределения возбуждающих волн на входах излучателей решетки. Предложено объяснение данного эффекта, основанное на представлении поля в решетке в виде суперпозиции ее собственных волн.

89 0

Бипериодическая линейная решетка

Номер выпуска 7 от 01.07.2024

Рассмотрена антенна с последовательным питанием, которая содержит две совмещенные линейные решетки (линейки) элементарных резонансных излучателей, расположенные в общей апертуре. Показано, что такая антенна может работать как в двухдиапазонном режиме, так и в режиме с одним расширенным диапазоном частот. Установлено, что в двухдиапазонном режиме антенна имеет максимальное усиление в заданном направлении в двух отдельных полосах частот, при сближении которых образуется один общий расширенный частотный диапазон. В рамках приближенной модели предложена процедура синтеза антенны. С помощью системы HFSS исследуются несколько вариантов волноводно-щелевой решетки, содержащей две линейки продольных щелей. Численное моделирование подтверждает результаты приближенной теории. Показано, что предлагаемая решетка может работать в обоих указанных режимах, что значительно расширяет функциональные возможности антенн данного типа.

73 0

Синтез и анализ сверхширокополосных отражательных антенных решеток

Номер выпуска 2 от 01.02.2025

Рассмотрены вопросы анализа и синтеза двухполяризационных сверхширокополосных отражательных антенных решеток сверхширокополосных элементов протяженной длины типа антенн Вивальди и ТЕМ-рупоров. Синтез и анализ выполнены в приближении локально периодической решетки, в рамках которого каждому ее элементу можно поставить в соответствие ячейку Флоке. Представлена процедура приближенного синтеза двухполяризационной сверхширокополосной отражательной антенной решетки учитывающая зависимость фазы коэффициента передачи ячейки Флоке от угла падения и поляризации возбуждающей волны. Предложен подход к анализу сверхширокополосной отражательной решетки, основанный на численном расчете матрицы рассеяния ячейки Флоке в комбинации с методом последовательных приближений. Проведено сравнение решений на первой и второй итерациях, обсуждается целесообразность дальнейшей коррекции решения путем увеличения порядка приближения.

12 0

Исследование плоской синфазной двумерно-периодической сверхдиапазонной антенной решетки щелевых рупоров

Номер выпуска 2 от 01.02.2025

Путем численного моделирования проведено исследование характеристик согласования и излучения плоской синфазной двумерно-периодической сверхдиапазонной антенной решетки щелевых рупоров в зависимости от периода и длины элементов решетки, входного и выходного сопротивления, типа питающих линий и формы экрана. Разработан и исследован 64-канальный делитель мощности с выходами в виде симметричных двухпроводных полосковых линий и проведены исследования решетки 8 × 8 элементов с делителем мощности в качестве системы питания. Показано, что решетка с П-образным экраном обеспечивает рабочую полосу частот более 20:1.

13 0