Разработка строгих математических моделей для плоских щелевых антенн бегущей волны с использованием тензорной функции Грина и их экспериментальное обоснование

Автор: Нефедов Е.И., Заярный В.П., Кирьянова Н.И., Пономарев И.Н.

Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp

Статья в выпуске: 1 т.24, 2021 года.

Бесплатный доступ

Произведена разработка строгих математических моделей для антенн бегущей волны с постоянной шириной щели на основе тензорной функции Грина с учетом как основной, так и кросс-поляризационной составляющей поля в дальней зоне излучения. Обоснована возможность использования этих моделей в качестве базовых моделей для исследования электродинамических свойств антенн бегущей волны с другой конфигурацией щели (линейно-, экспоненциально расширяющиеся и др.). С применением полученных математических моделей изучалось влияние геометрических параметров исследовавшихся антенн бегущей волны на их характеристики. Установлено, что для электродинамической плоскости Е при увеличении длины и ширины щели главный луч диаграммы направленности сужается, что приводит к повышению направленных свойств антенн. В электродинамической плоскости Н ширина главного луча диаграммы направленности уменьшается только при возрастании длины щели антенн бегущей волны и практически не зависит от ее ширины. Показано, что полученные теоретические результаты исследования хорошо согласуются с результатами экспериментов, которые также позволили выявить ограничения применимости разработанных моделей. Исследование характеристик антенн бегущей волны производилось на средней частоте 10 ГГц в диапазоне частот 8-12 ГГц.

Еще

Антенна бегущей волны, симметричная щелевая линия, щель постоянной ширины, идеальная полуплоскость, диаграмма направленности, микроволновый диапазон

Короткий адрес: https://sciup.org/140256332

IDR: 140256332   |   DOI: 10.18469/1810-3189.2021.24.1.22-31

Список литературы Разработка строгих математических моделей для плоских щелевых антенн бегущей волны с использованием тензорной функции Грина и их экспериментальное обоснование

  • Nefyodov E.I., Smolsky S.M. Electromagnetic Fields and Waves. Microwaves and mmWave Engineering with Generalized Macroscopic Electrodynamics. New York: Springer, 2019. 360 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-90847-2
  • Nefyodov E.I., Smolsky S.M. Understanding of Electrodynamics, Radio Wave Propagation and Antennas: Lecture Course for Students and Engineers. Wuhan: Scientific Research Publishing, 2012. 449 p.
  • Gibson P.J. The Vivaldi Aerial // 1979 9th European Microwave Conference. 1979. Р. 101–105. DOI: https://doi.org/10.1109/euma.1979.332681
  • Широкополосный полосковый излучающий элемент пазового типа для ФАР / Ю.А. Вайнер [и др.] // Антенны. 1980. Вып. 28. С. 95–100.
  • Заярный В.П., Парпула С.А., Гирич В.С. Излучение плоских антенн СВЧ-диапазона с линейно расширяющимся раскрывом для дисковых антенных решеток // Журнал технической физики. 2014. Т. 84, № 11. С. 106–111. URL: http://journals.ioffe.ru/articles/41073
  • Изучение влияния угла раскрыва плоских коротких щелевых антенн микроволнового диапазона на их электродинамические характеристики / В.П. Заярный [и др.] // Известия вузов. Радиофизика. 2016. Т. 59, № 6. С. 529-534. URL: https://radiophysics.unn.ru/issues/2016/6/529
  • Фролов А.А., Гирич С.В., Заярный В.П. Антенна кругового обзора сверхвысокочастотного диапазона // Известия вузов. Радиофизика. 2012. Т. 55. № 10-11. С. 698–703. URL: https://radiophysics.unn.ru/issues/2012/10/698
  • Janaswamy R., Schaubert D. Analysis of the tapered slot antenna // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1987. Vol. 35, no. 9. P. 1058–1065. DOI: https://doi.org/10.1109/tap.1987.1144218
  • Janaswamy R., Shaubert D.H., Pozar D.M. Analysis of the transverse electromagnetic mode linearly tapered slot antenna // Radio Science. 1986. Vol. 21, no. 5. P. 797–804. DOI: https://doi.org/10.1029/rs021i005p00797
  • Нефёдов Е.И., Пономарев И.Н. Возбуждение идеально проводящей полуплоскости расширяющейся щелью, прорезанной перпендикулярно ее краю // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот. 2014. Т. 18, № 1. С. 58–84.
  • Заярный В.П., Нефедов Е.И., Пономарев И.Н. Особенности электродинамических характеристик симметричных щелевых линий на проводящей бесконечной полуплоскости в микроволновом диапазоне // Известия вузов. Радиофизика. 2018. Т. 61, № 4. С. 315–320. URL: https://radiophysics.unn.ru/issues/2018/4/315
  • Виленский А.Р. Метод анализа пространственно-временных характеристик излучения печатных щелевых антенн бегущей волны // Наука и образование. 2014. № 5. С. 139–151. URL: http://technomag.edu.ru/doc/710740.html
  • Заярный В.П. Радиофизические свойства твердотельных слоистых структур с зарядовой связью: методы и информационные возможности для их определения. М.: Радио и связь, 2001. 220 c.
  • Фролов А.А., Гирич С.В., Заярный В.П. Изучение электродинамических характеристик антенн и антенных систем СВЧ-диапазона // Известия вузов. Радиофизика. 2009. Т. 52, № 4. С. 328–336.
Еще
Статья научная