Анализ и оптимизация параметров тем рупоров в сверхширокой полосе частот

• Автор: Богатых (Ефимова), Наталья Александровна
• Шифр специальности: 01.04.03, 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. МОДЕЛИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ОПТИМИЗАЦИИ НЕРЕГУЛЯРНЫХ ТЕМ РУПОРОВ

ВВЕДЕНИЕ

1.1. ЧИСЛЕННЫЕ МОДЕЛИ ТЕМ РУПОРА

1.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕМ РУПОРОВ, ПОЛУЧЕННЫЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧИСЛЕННЫХ МОДЕЛЕЙ

1.3. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ТЕМ РУПОРА

1.4. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕМ РУПОРОВ, ПОЛУЧЕННЫЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АНАЛИТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
ВЫВОДЫ
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОСНОВНОЙ ВОЛНЫ НЕРЕГУЛЯРНОЙ ПОЛОСКОВОЙ ЛИНИИ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕМ РУПОРОВ
ВВЕДЕНИЕ
2.1. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОСНОВНОЙ ВОЛНЫ ПЛАВНОНЕРЕГУЛЯРНОЙ ПОЛОСКОВОЙ ЛИНИИ
2.1.1.ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПЛАВНО-НЕРЕГУЛЯРНОГО ТЕМ РУПОРА
2.1.2.ЧИСЛЕННО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОСНОВНОЙ ВОЛНЫ ПЛАВНО-НЕРЕГУЛЯРНОЙ ПОЛОСКОВОЙ ЛИНИИ
2.2. АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОСНОВНОЙ ВОЛНЫ НЕРЕГУЛЯРНОЙ КУСОЧНО-ПЛОСКОЙ ПОЛОСКОВОЙ ЛИНИИ
2.3. АНАЛИЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СОГЛАСОВАНИЯ ПОЛИГОНАЛЬНЫХ ТЕМ РУПОРОВ
ВЫВОДЫ
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ОСНОВНОЙ ВОЛНЫ НЕРЕГУЛЯ РНОЙ ПОЛОСКОВОЙ ЛИНИИ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕМ РУПОРОВ
ВВЕДЕНИЕ
3.1. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ИЗЛУЧЕНИЯ НЕРЕГУЛЯРНОЙ ПОЛОСКОВОЙ ЛИНИИ
3.1.1.ВЫЧИСЛЕНИЕ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ТЕМ РУПОРА
В Е-ПЛОСКОСТИ С ПОМОЩЬЮ МОДЕЛИ ПЛОСКОГО ВОЛНОВОДА
3.1.2.ВЫЧИСЛЕНИЕ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ТЕМ РУПОРА
В ^-ПЛОСКОСТИ АПЕРТУРНЫМ МЕТОДОМ ГЮЙГЕНСА-КИРХГОФА
3.1.3.ВЫЧИСЛЕНИЕ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ТЕМ РУПОРА
В 5-ПЛОСКОСТИ ТОКОВЫМ МЕТОДОМ КИРХГОФА
3.1.4.ВЫЧИСЛЕНИЕ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ТЕМ РУПОРА
В 5-ПЛОСКОСТИ С ПОМОЩЬЮ РАВНОМЕРНОЙ АСИМПТОТИЧЕСКОЙ
ТЕОРИИ ДИФРАКЦИИ
3.2. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕМ РУПОРОВ
3.2.1.ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ КУСОЧНО-ПЛОСКОГО ТЕМ РУПОРА ПО КРИТЕРИЮ СТАБИЛЬНОСТИ ФОРМЫ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ
3.2.2.ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ МЕТАЛЛО-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТЕМ РУПОРА ПО КРИТЕРИЮ МАКСИМУМА КИП
ВЫВОДЫ
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
4. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
В СВЧ диапазоне электромагнитных волн в качестве СШП антенн используются, главным образом, излучатели рупорного типа: классический ТЕМ рупор (рис. 0.1), Я-образный ТЕМ рупор (рис. 0.2) и биконическая антенна (рис. 0.3) [1-6].
Рис. 0.1. Классический регулярный ТЕМ рупор
Рис. 0.2. Н-образный нерегулярный ТЕМ рупор
Рис. 0.3. Биконическая антенна
Я-образный нерегулярный ТЕМ рупор имеет очень широкую полосу частот, но сложен в изготовлении. Биконические [7], поликонические [8] и диско-конусные [9] антенны обеспечивают также очень широкую полосу рабочих частот, но малый коэффициент усиления Классический ТЕМ рупор прост в изготовлении, обладает очень широкой полосой рабочих частот и высоким усилением, в связи с чем он получил широкое применение. К числу его недостатков следует отнести значительные электрические размеры и наличие провалов в частотной зависимости коэффициента усиления.
Наиболее простой моделью для описания ТЕМ рупора, в том числе нерегулярного, является нерегулярная полосковая линия. Однако, существующая на данный момент аналитическая модель распространения основной волны нерегулярной полосковой линии, использующая теорию длинных линий, не позволяет достаточно точно вычислять характеристики ТЕМ рупоров. Применение строгих численных методов исследования в широкой полосе частот требует больших затрат времени и значительных компьютерных ресурсов.
Таким образом, разработка эффективных аналитических моделей распространения и излучения основной волны нерегулярной полосковой лини, а также применение их для анализа и оптимизации параметров ТЕМ рупоров является актуальной задачей.

№ Название и ссылка Авторы Год Э LF,rr ц HF, ГГц max gain dB BB, ГГц BBR, раз BBA a, (cm) kaiow d Ik КИР
И. Сверхширокополосные излучатели для кольцевых антенных решеток [21] Ефимова H.A. Калошин В.А. 2012 0.224 7.5 7.28 33.48 1.89 25 1.17 0.37 0.
12. Research on Ultra-Wideband ТЕМ Horn Antenna and its Miniaturization [33] Ying S. Wei L. Liqing W. Qun W. 2014 + 1 20 12 19 20 1.81 5.888 1.23 0.39 0.
13. Development of dielectric-filled ТЕМ horn antennas for UWB GPR [2] Scheers B. Piette M. Vorst A.V. 1 5 4 5 1.33 6.93 1.45 0.46 0.
14. Hybrid elliptic ТЕМ horn with internal fins [25] Malherbe. J.A.G. 2012 0.25 42 25 41.75 168 1.98 28.26 1.48 0.47 0.
15. Design of a UWB combined antenna and array of miniaturized elements with and without lens [13] Mehrdadian A. Forooraghi K. 2013 + 0.2 30 25 29.8 150 1.97 38 1.59 0.51 0.