Аналіз та параметричний синтез діаграмоутворюючих схем квазіоптичного типу для багатопроменевих антен радіолокаційних систем. Просторова дисперсія основної і найближчих вищих типів власних хвиль решітки, поведінка коефіцієнтів перетворення хвиль.
При низкой оригинальности работы "Квазiоптичні інтегральні дiаграмоутворюючі схеми багатопроменевих антен діапазону міліметрових хвиль", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Широке коло задач, які висуваються наукою і технікою, перед розробниками радіосистем, приводить до необхідності створення антен різного призначення з різноманітними заданими характеристиками. Ця обставина визначає великі потенційні можливості практичного використання БА в радіотехнічних комплексах різного призначення: в системах виділення некоординатної інформації з електромагнітних коливань (розпізнавання образів), в системах радіобачення, призначених для візуалізації радіосцени, в системах швидкісного бездротового доступу до Інтернету, в мобільних радарах різного призначення, в системах супутникового звязку і мовлення і т.ін. Подальший розвиток теорії і техніки ДУС БА діапазону міліметрових хвиль викликав появу концепцій побудови, які могли бути реалізовані в рамках сучасних інтегральних технологій. Однак, опубліковані результати теоретичних і експериментальних досліджень не мають систематичного характеру, а використані методи аналізу і алгоритми на їх основі недостатньо універсальні і ефективні для використання в системах автоматизованого проектування інтегральних ДУС. Наведені в дисертації результати досліджень отримано в процесі проведення науково-дослідної роботи, яку було фінансовано Міністерством освіти і науки України (№ ДР 0103U000108, тема: “Дослідження алгоритмів просторово - часової обробки радіолокаційних сигналів в умовах комплексних завад”) , а також у пошукових роботах, що були направлені на розробку перспективної радіолокаційної станції на казенному підприємстві «Науково-виробничий комплекс «Іскра»» у м.В припущенні того, що для випадку вузьких металевих смужок амплітуди струмів, які протікають в повздовжньому напрямку смужки, набагато перевищують амплітуди поперечних струмів, одержане наближене дисперсійне рівняння решітки: , (1) де Z/W - нормований поверхневий імпеданс звязаних металевих смужок. У випадку відсутності втрат в смужках Z має чисто уявний характер, , , , - стала поширення власних хвиль пластини, - стала поширення власних хвиль решітки, коефіцієнт перетворення хвиль Н1 в Е2, , l - довжина хвилі. Сформульовано умови відсічки вищих типів хвиль (НЕ12 и ЕН21), які отримано із дисперсійного рівняння (1): Для всіх виконуються умови режиму основної хвилі решітки з хвилею НЕ11. В третьому розділі розвязана ключова задача про падіння поверхневої H1-хвилі, яка поширюється в екранованій діелектричній пластині, на напівнескінченну решітку з вузьких металевих смужок, симетрично і періодично розташовану на протилежних боках пластини. З виразу (2) випливає, що функція G(a) може мати нулі і полюси на дійсній вісі, які відповідають кореням характеристичного рівняння решітки і пластини.Внаслідок дисертаційних досліджень вирішено актуальну науково-прикладну задачу подальшого розвитку теорії інтегральних багатопроменевих антен квазіоптичного типу діапазону міліметрових хвиль, яка складається з вирішення крайових електродинамічних задач для ключової модельної структури у вигляді решітки тонких металевих смужок, що нанесено на обидві сторони екранованої діелектричної пластини: задачі про власні хвилі і задачі про дифракцію Н1 - хвилі діелектричної пластини на решітці. Вперше сформульовано в строгій електродинамічній постановці і вирішено чисельно-аналітичним шляхом в наближенні того, що металеві смужки вузькі, задачу про власні хвилі нескінченної метало-діелектричної решітки. Вперше сформульовано в строгій електродинамічній постановці у вигляді інтегрального рівняння і вирішено аналітичним методом Вінера-Хопфа задачу про дифракцію плоскої поверхневої Н1 хвилі діелектричної пластини на напівнескінченній решітці вузьких металевих смужок. Розроблено наближені математичні моделі елементів ДУС БА на основі аналізу дисперсійних і дифракційних властивостей решіток ДЩХ (ділянки звязаних ліній передачі на феноменологічному рівні, ділянки фіксованих фазозсувачів, випромінення з решітки звязаних ліній передачі, модель всієї інтегральної ДУС БА квазіоптичного типу в цілому). Досліджено умови «прозорості» решіток за певних сполучень геометричних і електрофізичних параметрів і подано рекомендації щодо використання цих умов.
План
Основний зміст роботи
Вывод
Внаслідок дисертаційних досліджень вирішено актуальну науково-прикладну задачу подальшого розвитку теорії інтегральних багатопроменевих антен квазіоптичного типу діапазону міліметрових хвиль, яка складається з вирішення крайових електродинамічних задач для ключової модельної структури у вигляді решітки тонких металевих смужок, що нанесено на обидві сторони екранованої діелектричної пластини: задачі про власні хвилі і задачі про дифракцію Н1 - хвилі діелектричної пластини на решітці. В подальшому на основі отриманих результатів розроблені наближені математичні моделі елементів ДУС БА, алгоритм і програмні засоби для параметричного синтезу ДУС і БА в цілому на рівні інтегральної топології.
Основні результати, отримані в дисертації, полягають у наступному.
Вперше сформульовано в строгій електродинамічній постановці і вирішено чисельно-аналітичним шляхом в наближенні того, що металеві смужки вузькі, задачу про власні хвилі нескінченної метало-діелектричної решітки. Визначено умови, при яких в решітці поширюється тільки основна хвиля. Вперше сформульовано в строгій електродинамічній постановці у вигляді інтегрального рівняння і вирішено аналітичним методом Вінера-Хопфа задачу про дифракцію плоскої поверхневої Н1 хвилі діелектричної пластини на напівнескінченній решітці вузьких металевих смужок.
Розроблено наближені математичні моделі елементів ДУС БА на основі аналізу дисперсійних і дифракційних властивостей решіток ДЩХ (ділянки звязаних ліній передачі на феноменологічному рівні, ділянки фіксованих фазозсувачів, випромінення з решітки звязаних ліній передачі, модель всієї інтегральної ДУС БА квазіоптичного типу в цілому). Здійснено синтез поліфокальних лінз і отримано рівняння профілів їх коефіцієнтів заломлення.
Досліджено ефекти, що виникають при поширенні хвиль в решітках ДЩХ і у квазіоптичних елементах, які побудовано на їх основі. Досліджено особливості появи аномалій Вуда в таких решітках і сформульовано рекомендації щодо їх ослаблення. Досліджено умови «прозорості» решіток за певних сполучень геометричних і електрофізичних параметрів і подано рекомендації щодо використання цих умов.
Вперше запропоновано структуру ДУС БА на звязаних лініях передачі, яка інваріантна до типу лінії, і побудовано алгоритм функціонування ДУС БА квазіоптичного типу. Розроблено рекомендації для проектування квазіоптичних інтегральних ДУС БА. Розроблено алгоритми і програмні засоби для аналізу нескінченних решіток і діелектричної пластини, яка навантажена на напівнескінченну смужкову решітку.
Сформульовано вектор показників якості ДУС, який містить в собі величину, зворотню до смуги робочих частот, сектор огляду, теплові і дифракційні втрати, частотну чутливість кутового положення променів БА, відносну зміну КСД по діапазону робочих частот. Вектор ПЯ сформований таким чином, щоб при зростанні якості відповідний елемент вектора зменшувався. Розроблено алгоритм і програмні засоби для параметричного синтезу інтегральної ДУС в цілому. Проведено оптимізацію і синтез структури ДУС на топологічному рівні. Здійснено натурні випробування макета ДУС і інтегральної БА разом на частотах 32…39 ГГЦ. Аналітичні і чисельні результати дослідження властивостей ДУС порівнювались з результатами натурних випробувань макета і даними інших авторів. Порівняння підтвердило правильність основних принципів побудови ДУС і довело можливість їх використання у створенні наскрізної компютерної технології проектування інтегральних ДУС БА квазіоптичного типу діапазону міліметрових хвиль. Результати дисертації впроваджено в науково-дослідних і пошукових роботах на підприємствах, а також застосовано в навчальному процесі, що засвідчується відповідними актами про впровадження.
Перелік праць, опублікованих за темою дисертації
1. Банков С.Е. Дифракция Н1-волны на металлодиэлектрических решетках /С.Е. Банков, Т.И. Бугрова, И.В. Левченко: тезисы докладов всесоюзного научного семинара [«Математическое моделирование и приложение явлений дифракции»], (Москва, 24 - 25 мая 1991 г.) / М-во образования СССР- Московский государственный университет - М.: МГУ, 1990. - С. 107 - 109.
2. Банков С.Е. Собственные волны планарной метало -диэлектрической решетки [текст] / С.Е. Банков, Т.И. Бугрова // Радиотехника и электроника. - М.: Наука, 1993. - Т. 38. - № 1. - С. 73 - 80.
3. Bankov S.E. Analysis of Millimeter-Wave Integrated Beam-Forming Network for Quasioptical Multibeam Antennas [текст] / S.E.Bankov, T.I. Bugrova // Microwave and Optical Technology Letters. - New York: John Wiley & Sons, Inc., 1993. -Vol. 6. - № 13. - P. 782 -786.
7. Bugrova T.I. Integrated Multibeam Antenna for Millimeter Waves / T.I. Bugrova: Proceedings of Fourth Kharkov International Symposium [«Physics and Engineering of Millimeter and Submillimeter Waves - MSMW’2001»], (Ukraine, Kharkov, June 4 - 7, 2001) / Scientific Council of the National Academy of Sciences of Ukraine on Radio-Physics and Microwave electronics - Kharkov: Kharkov State University, 2001. - Vol. 2. - P. 1002-1004.
8. Bugrova T.I. Dispersive and diffraction analysis of integrated periodic waveguide structure / T.I. Bugrova: Proceedings of 2002 International Conference [«Mathematical Methods in Electromagnetic Theory - MMET’2002»], (Ukraine, Kiev, September 10 - 13, 2002) / Kiev: Kiev State University, 2002. -Vol. 2 - P. 432-434.
9. Бугрова Т.И. Метод расчета импеданса интегральной структуры из металлических полосок для высших типов волн [текст] / Т. И. Бугрова, В. М. Морозов, В. С. Кабак, Е. И. Бугров // Радіоелектроніка, інформатика, управління. - Запоріжжя: ЗНТУ, 2002. - №2. - С. 13-16.
11. Бугрова Т.И. Дифракция основной волны диэлектрической пластины на ленточной решетке [текст] / Т.И. Бугрова, В. М. Морозов // Физика. Радиоэлектроника: сб. научн. трудов ДНУ. - Днепропетровск: ДНУ, 2003. - Вып. 10. - С. 163-167.
12. Бугрова Т.И. Модели диаграммообразующих схем многолучевых антенн диапазона миллиметровых волн / Т.И. Бугрова, В.М. Морозов: Тези доповідей ІІІ міжнародної науково-практичної конференції [«Сучасні проблеми і досягнення в галузі радіотехніки, телекомунікацій та інформаційних технологій»], (Запоріжжя, 13 - 15 квітня 2006 р.) / М-во освіти і науки України - Запорізький національний технічний університет - Запоріжжя: ЗНТУ, 2006. - С.33-35.
13. Бугрова Т.І. Хвилі інтегральної структури з металевих стрічок / Т.І. Бугрова: : Тези доповідей IV міжнародної науково-практичної конференції [«Сучасні проблеми і досягнення в галузі радіотехніки, телекомунікацій та інформаційних технологій»], (Запоріжжя, 24 - 26 вересня 2008 р.).
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
