Розвиток теорії і практики проектування електродинамічних пристроїв з розподіленими та квазірозподіленими нелінійними властивостями - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук Розвиток теорії і практики проектування електродинамічних пристроїв з розподіленими та квазірозподіленими нелінійними властивостямиА саме: запропонована класифікація ЕСРН, яка враховує всю різноманітність їх принципів роботи; вперше для задач аналізу ЕСРН обгрунтовано застосування принципу еквівалентності при заданих НГУ; вперше показано, що для ЕСРН одного й того самого функційного призначення при різних способах застосування принципу еквівалентності можна одержати кілька варіантів систем двовимірних НІР, раціональний вибір одного з яких зумовлює складність подальшого вирішення задачі аналізу; вперше сформульована і вирішена задача багатомодового збудження електродинамічних структур з розподіленими нелінійними елементами; науково обгрунтовано підхід до аналізу ЕСРН, що базується на ідеї переходу від вирішення двовимірних НІР до одновимірних; визначено клас ЕСРН, для яких такий перехід можливий за відповідних умов збудження; одержано системи одновимірних НІР для визначеного класу ЕСРН; вперше з використанням одновимірних НІР сформульовані і вирішені крайові задачі для тонкопроводових і вузьких мікрострічкових електродинамічних структур скінченних розмірів і складної конфігурації, на поверхні провідників яких виконуються НГУ; запропонована модель лінійного багатополюсника (ЛБ), що входить до складу пристроїв із квазірозподіленою нелінійністю, вона побудована на базі удосконаленого вирішення крайової задачі для нескінченних періодичних вузьких мікрострічкових структур складної конфігурації з багатошаровим діелектричним підкладнем, що враховує випадок перетину провідниками стінок каналу Флоке; на основі одержаних рішень крайових задач створено моделі відповідних ЕСРН та запропоновано алгоритми, які враховують специфіку їх аналізу (необхідність розрахунків не менше, ніж на пяти вищих гармоніках); на відміну від раніше відомих, розроблені алгоритми мають суттєво більшу універсальність і майже вдвічі більшу швидкодію; для реалізації цих позитивних властивостей алгоритмів в роботі запропоновані: простий спосіб однозначного опису геометрії випромінювальної структури (ВС) будь-якої конфігурації; способи формування матриці узагальнених імпедансів (МУІ) в методі моментів у вигляді двох підпослідовностей базисних функцій (БФ), врахування всіх властивостей симетрії цієї матриці та вибору варіанта обчислень її елементів (числовими методами або за аналітичними виразами, які виведені в роботі); рекурентний алгоритм при обчисленні тензорної функції Гріна; створено більш досконалі моделі ряду мікрострічкових РТП, які дозволили виявити всі характерні нелінійні ефекти у випадку, якщо провідники РТП мають властивості ВТНП; достовірність моделей підтверджена порівнянням з відомими експериментальними даними; досліджено РТП з квазірозподіленою нелінійністю (випрямлячі на діодах Шотткі) енергетичних РЕС міліметрового діапазону хвиль (ММДХ); запропоновано наближену модель ректени, яка дозволяє на попередніх етапах проектування суттєво спростити настроювання електродинамічної структури в резонанс разом з паразитними елементами корпусу діоду Шотткі; проведено числові експерименти, в результаті яких виявлено ряд раніше не відомих властивостей ректен міліметрового діапазону хвиль (ММДХ), реалізованих на періодичних сіткових електродинамічних структурах; запропоновано новий підхід до побудови систем безпроводової передачі енергії (БПЕ), що базується на ідеї створення вздовж ректени амплітудного розподілу поля збудження, максимального близького до рівномірного. Особистий внесок автора у праці, виконані у співавторстві, полягає у запропонуванні класифікації ЕСРН та узагальненні досвіду їх досліджень [3-5,13,30]; виборі та постановці задач теоретичних і експериментальних досліджень [1,7,19,22], провідній участі в розробленні фізичних і математичних моделей ЕСРН та обчислювальних алгоритмів на їх основі [8-11,16,17,20,26,28]; участі у створенні КПП розрахунку ЕСРН [11,23]; виконанні експериментальних досліджень [2,15,29,34]; науковій оцінці отриманих результатів та у формулюванні рекомендацій щодо їх практичного застосування [25].