Фрактальные излучающие структуры и аналоговая модель фрактального импеданса

• Автор: Крупенин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03, 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Оглавление
1 Введение

2 Широкополосные и частотнонезависимые антенны

2.1 Принципы построения

2.1.1 Спиральные антенны

2.1.2 Логопериодические антенны

2.2 Фрактальные антенны

2.2.1 Характеристические свойства

2.2.2 Регулярные фрактальные антенны.

2.2.3 Реконфигурация антенных характеристик .

2.2.4 Нерегулярные фрактальные антенны.

2.2.5 Применения.
3 Дробные интегродифференциальные операторы
3.1 Основные определения.
3.2 Физическая интерпретация .
3.3 Статистика Леви
3.3.1 Обобщение центральной предельной теоремы.
3.3.2 Свойства распределения Леви
3.3.3 Основные результаты
3.3.4 Связь с дробным исчислением .
3.4 Физические приложения
3.4.1 Теоретические основы.
3.4.2 Обзор приложений.
3.5 Моделирование
3.5.1 Элемент постоянной фазы
3.5.2 Электрическая реализация.
3.5.3 Электрохимическая реализация.
4 Нерегулярные фрактальные антенны
4.1 Хаотические целочисленные алгоритмы .
4.1.1 Дискретный хаотический алгоритм с запаздыванием
4.1.2 Свойства псевдослучайной хаотической последовательности .
4.2 Фрактальные кластеры для антенного проектирования.
4.2.1 Модель ТюиЖюльена
4.2.2 Модель ВиттенаСандера.
Оглавление
4.2.3 Детерминированные фрактальные кластеры.
4.3 Детерминированные нерегулярные фрактальные антенны
4.3.1 Микрополосковая антенна ТН,11.6.
4.3.2 Микрополосковая антенна ТЫ1.9.
4.3.3 Микрополосковая антенна ЛБ
4.3.4 Пространственный монополь Л.
5 Полуинтегрирующая ячейка
5.1 Исходные данные.
5.1.1 Актуальность задачи.
5.1.2 Теоретическая модель
5.2 Экспериментальные образцы
5.2.1 Топология.
5.2.2 Методика изготовления
5.2.3 Параметры.
5.3 Частотные характеристики
5.3.1 Экспериментальные результаты
5.3.2 Результаты моделирования .
6 Заключение
6.1 Результаты .
6.2 Благодарности
Список литературы


Рабочая полоса частот антенны определяется постоянством по частоте характеристики направленности и качеством согласования по входу. Под постоянством характеристики направленности понимают сохранение направления максимального излучения, ширины луча, уровня бокового излучения и т. Значение допустимого коэффициента отражения ГД0П зависит от назначения антенны (приемная или передающая), типа используемых сигналов (непрерывные или импульсные) и пр. Стандартное значение Гдоп составляет - дБ, что приближенно соответствует коэффициенту стоячей волны напряжения на входе антенны, равному 1. Глава 2. Основные тенденции в развитии радиоэлектроники — улучшение помехозащищенности, увеличение информационной емкости, повышение скорости передачи информации — предопределили создание антенн, обеспечивающих прием и передачу радиоволн в очень широком диапазоне частот. Необходимо отметить, что методы широкополосного согласования входа антенны с использованием реактивных и невзаимных (с использованием ферритов) цепей носят вспомогательный характер, ввиду сложностей их практической реализации. Поэтому основным способом решения проблемы широкополосного согласования является создание излучателей с мало меняющимся входным импедансом в необходимой полосе частот [: глава ]. В основе построения частотно-независимых антенн лежит принцип электродинамического подобия. Две различные антенны на двух различных частотах /, и /2 являются электродинамически подобными, если формы их излучающих систем подобны в геометрическом смысле с коэффициентом подобия /2//1- Таким образом, электродинамически подобные антенны имеют равные электрические размеры на соответствующих частотах: 1^/А, =? Глава 2. Очевидно, построение конечных структур, определяемых только угловыми размерами, невозможно. На практике для построения частотно-независимых антенн используют конечные фрагменты бесконечных структур такого типа. В случае, если форма антенны определяется только угловыми размерами (в рамках некоторых линейных размеров), каждой длине волны в пределах рабочей полосы частот соответствует излучающий участок неизменной формы и неизменного электрического размера. Поэтому характеристики направленности и входной импеданс антенны остаются постоянными в пределах этой полосы частот. Для структуры, определяемой угловыми размерами, имеет место эффект «отсечки излучающих токов»: амплитуды токов после прохождения сравнимого с длиной волны элемента структуры резко уменьшаются (в 0 раз и более) за счет излучения на этой длине волны. Оставшаяся не возбужден ной часть структуры может быть удалена, что практически не сказывается на характеристиках излучения и входном импедансе усеченной структуры. Благодаря эффекту отсечки токов электрические размеры излучающей области остаются постоянными при изменении частоты, что обеспечивает постоянство входного импеданса и характеристик направленности в определенном диапазоне частот. Нижняя граница рабочего диапазона антенны определяется из условия равенства длины волны характерному максимальному размеру излучающей системы. Верхняя граница рабочего диапазона определяется соизмеримостью с длиной волны области возбуждения антенны, где ее геометрия нарушена в результате соединения с фидерной линией. При построении плоской структуры, определяемой угловыми размерами, имеет место принцип двойственности1: такую структуру можно одновременно трактовать и как электрическую (вибраторную), и как магнитную (щелевую) излучающую систему. Впервые принцип двойственности, или дополнительности, сформулировал советский ученый А. А Пистоль-корс о г. В общем виде принцип двойственности можно сформулировать следующим образом: решение уравнений Максвелла для магнитного поля, полученное для данных граничных условий, справедливо и для электрического поля с перестановкой электрического и магнитного полей в граничных условиях. Таким образом, принцип двойственности является следствием применения принципа взаимозаменяемости полей электрических и магнитных токов в задачах электродинамики, в которых отсутствуют в явном виде сторонние возбуждающие токи ?