Моделирование диапазонных микрополосковых излучающих структур для систем связи и пеленгации

• Автор: Панкова, Маргарита Александровна
• Шифр специальности: 05.13.18, 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 162 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Методы решения граничных задач электродинамики.

1.1 Вариационные методы .

1.2 Метод интегрального уравнения

1.3 Метод квазиполного обращения оператора .

1.4 Метод тензорных функций Грина.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Математические модели базовых элементов микрополосковых излучающих структур.
2.1 Математическая модель дисковой излучающей структуры при осесимметричном возбуждении.

2.2 Прямоугольный микрополосковый излучатель на первой и

второй модах тока.
2.3 Вибраторный микрополосковый излучатель. Интегральное
уравнение для полного тока вибратора
Выводы по главе 2.
Глава 3. Возбуждение микрополосковой излучающей структуры с кондуктивной связью.
3.1 Микрополосковый излучатель на плоском экране
3.2 Сопротивление излучения и входное сопротивление микрополосковой антенны.
3.3 Эффективность излучения микрополосковых антенн
3.4 Диаграммы направленности поверхностных и
пространственных волн печатной антенны
Выводы по главе 3.
Глава 4. Моделирование диапазонного излучателя и антенной решетки на его основе
4.1 Логопериодический антенный элемент.
4.2 Биконический антенный элемент
4.3 Прямоугольный микрополосковый излучатель.
4.3.1 Исследования широкополосносги микрополоскового излучателя, возбуждаемого коаксиальным зондом.
4.3.2 Исследования широкополосности микрополосковою излучателя, возбуждаемого микрополосковой линией
4.4 Объемный излучатель
4.5 Плоская антенная решетка на основе логопериодического
элемента.
4.6 Кольцевая антенная решетка на основе логопериодическою элемента
4.7 Плоская антенная решетка на основе прямоугольного элемента.
Выводы по главе 4
Заключение
Библиорафический список
Приложения. Акты внедрения результатов диссертации
Актуальность


Поэтому целесообразно провести качественный анализ наиболее часто используемых методов прикладной электродинамики и обосновать выбор метода, который положен в основу исследования микрополосковых излучающих структур. Рассматриваемые методы являются аналитическими, что позволяет получить решение поставленной задачи с известной точностью. Однако, эти методы удобно применять к расчету характеристик антенных структур, имеющих простую конфигурацию. Расчет более сложных структур аналитическими методами затруднителен из-за громоздкости получающихся решений. Благодаря развитию вычислительной техники и, программного обеспечения появилась возможность анализа антенных структур (без громоздких математических выводов) - численными методами, представленными пакетами компьютерных программ [-]. Прежде чем приступать к расчету характеристик антенн сложных конструкций численными методами, необходимо определить точность и адекватность таких решений, что можно сделать, сравнив результаты расчета простых структур разными методами. Вариационные методы позволяют получать приближенные решения граничных задач, основываясь на стационарности того или иного функционала [-]. В уравнении (1. Если 3 - точное решение уравнения (1. Это означает, что функционал Z, вычисленный по функции 3, известной лишь приближенно, обладает большей точностью, чем сама функция 3. Таким образом, функция, реализующая экстремум функционала (1. Простой вариационный метод, основанный на стационарности функционала (1. Для нахождения этой функции необходимо использовать двойной вариационный метод. Рассмотрим его более подробно. К,7)= KJdS - скалярное функциональное произведение. Двойной вариационный метод [], как и простой, применим к задачам, сводимым к уравнению (1. С^+Ка= 0; 0/р + л:р=0. Вели Ja и ,1р-точные решения уравнений (1. Значит формула (1. Следовательно, двойной вариационный метод позволяет, исходя из нулевого приближения для искомых функций, получить уточненные выражения для этих же самых функций, которые вновь можно использовать для дальнейшего уточнения. К недостаткам вариационных методов следует отнести: априорное знание о неизвестной функции, необходимость последующего уточнения вида этой функции путем последовательных итераций и большой объем численных вычислений. Метод интегрального уравнения является эффективным аппаратом при построении приближенных решений, когда размеры тела невелики по сравнению с длиной волны [-]. Покажем применение этого метода в задаче о возбуждении магнитным * сторонним током плоского волновода, образованного двумя бесконечными параллельными плоскостями г=0 и г=а. Для решения задачи используем векторный потенциал. Пусть сторонний ток направлен вдоль координаты х и не зависит от нее. Л1 /2 лМ ^ . АТАХ +к Ах =-ух , Ат =—— +—- (1. А?(у,г) = | т](И,х)е~іку~1%І(1Ьсіх (1. Ъ,%) - спектральная функция. Подставим (1. Подставляя (1. Ах (у,г) = (уг,уэп(у',2уу2)Лу’(ІЇ (1. Я^2)(/г/? Ганкеля второго рода, представляющая собой решение уравнения Бесселя, удовлетворяющее условию излучения на бесконечности. Выражение (1. К недостаткам интефального метода следует отнести необходимость привлечения вариационных методов для нахождения неизвестной функции (распределения тока). Ь может быть двух видов: Ь - бесконечномерный матричный оператор; тогда (1. Ь - интефальный оператор, определенный на бесконечном интервале [, -]; при этом (1. Фредгольма 2-го рода. Чтобы решить уравнение (1. Метод последовательных приближений является итерационным и достаточно просто реализуется при численном решении. Область применимости этого метода офаничена требованием малости нормы оператора Ь. Если Ь - интефальный оператор, то редукция (усечение) - это выделение основного промежутка в бесконечном интервале, на котором определен оператор. Здесь возможны затруднения, когда требуется достичь высокой точности решения. Трудности этих методов удается обойти при помощи квазиполного обращения оператора Ь [], т. Ьі — «главная» часть оператора Ь; Ь2 — оператор малый по норме. Тогда вместо (1. АГ'фі. Л у1 а, и(,) = (/ - А Г ^(М)+ ~ А )"' &> 1=1,2. С. (1. Решение 0 уравнения (1. Погрешность Д^ = ? Д(,) = ? Л(,)+(Л-1)и. Решая уравнение (1. Д(2) = Д(! V, д« = ЛД(0 + (д -? I - ? V)' в.