ГлавнаяКарта сайтаНапишите намПоиск по сайту
EDS-Soft
ElectroDynamic Systems Software ScientificTM
Antenna Systems ResearchTM



Antenna Array


Когерентность

Состояние двух или нескольких колебаний, при котором сохраняется постоянное соотношение фаз между этими колебаниями.

(из «Словаря терминов» нашего сайта)






Виктор Иванович Чулков, ведущий научный сотрудник Калужского НИИ.
Является автором и руководителем проекта “EDS–Soft” (с 2002 года).
1/ 23все страницы

Исследование импедансных свойств приемной решетки прямоугольных волноводов



Опубликовано: 14.12.2006
© В. И. Чулков, 1990. Все права защищены.
© EDS–Soft, 2006. Все права защищены.


В статье [1] сформулированы два требования к ленточным излучателям (ЛИ) широкополосной, широкоугольной антенной решетки (АР): они должны иметь малые электрические размеры и располагаться в плоскости, волновой импеданс Z которой во всей рабочей полосе частот удовлетворяет условию , где W=120π — волновое сопротивление свободного пространства.

В настоящей статье исследуется возможность применения решетки прямоугольных волноводов малых электрических размеров с диэлектрическим заполнением для получения требуемых импедансных свойств в пространстве в непосредственной близости от апертуры.

Рис.1 Период АР из прямоугольных волноводов с диэлектрическим покрытием и искомым поверхностным импедансом Z.

Рассмотрим бесконечную периодическую АР, каждый период которой состоит из прямоугольных полубесконечных волноводов с общим идеально проводящим фланцем. В общем случае волноводы одного периода имеют различные размеры и диэлектрическое заполнение, а АР — диэлектрическое покрытие толщиной t. Пусть на решетку из полупространства z > 0 в отрицательном направлении оси OZ падает плоская электромагнитная волна произвольной поляризации, тангенциальные электрический и магнитный векторы которой вблизи волноводов удобно представить в виде:

(1)

где — заданная амплитуда волны, — векторная нулевая гармоника Флоке [2] (p = 1 соответствует H−гармонике, p = 2 — E−гармонике), — волновая проводимость нулевой гармоники Флоке [2], — коэффициент передачи нулевой гармоники Флоке из однородной области над решеткой в область (рис.1), — символ Кронекера, — продольное волновое число, , — длина волны в вакууме, — угол между осью OY и вектором , определяемый при = = 0°, j2 = -1.

Вторичное (дифракционное) электромагнитное поле обозначим через , . Тогда граничную задачу электродинамики для АР можно сформулировать следующим образом: найти электромагнитное поле , , удовлетворяющее

— однородным уравнениям Максвелла;

— условию непрерывности тангенциальных электрических и магнитных полей в отверстиях связи;

— условию отсутствия вторичных волн, приходящих из бесконечности;

При выполнении этих условий задача имеет единственное решение [3].

Применяя теорему Флоке [2], можно по аналогии с работой [1] построить поперечную магнитную тензорную функцию Грина уравнений Максвелла, которая для однородной области, примыкающей к экрану, имеет вид:

(2)

где — знак диадного произведения векторов, , — коэффициент отражения i-той гармоники Флоке от границы z = t (приведен в [2]), — коэффициент отражения i−той гармоники Флоке от границы z = 0 (в данном случае = -1), i — обобщенный индекс гармоники Флоке [2], — радиус−вектор точки наблюдения, — радиус−вектор точки истока, касательное магнитное поле парциальных волн связано с векторными гармониками Флоке:

индекс "-i" соответствует плоской волне, распространяющейся под углом -, (, — углы распространения волны с индексом "i"), а для неоднозначной функции в соответствии с условиями излучения выбирается ветвь, для которой .

В соответствии с теоремой эквивалентности [3] заменим отверстия связи магнитными токами , на идеально проводящем экране и аналогично тому, как это сделано в [2], запишем систему операторных уравнений относительно этих токов:

(3)

где — площадь i−того отверстия связи, — тензорные функции Грина, для которых в волноводном представлении (2) векторные гармоники Флоке заменены векторными собственными функциями волноводов, коэффициент равен нулю, а = -1.

Для решения полученной системы можно воспользоваться, например, методом Галеркина [2] и спроецировать (3) на линейную оболочку функций . После нахождения неизвестных токов , тангенциальную компоненту дифракционного поля, созданную отверстиями связи (ОС), определим из соотношений

где — коэффициенты разложения токов по выбранной в методе Галеркина полной системе базисных функций, — коэффициент передачи i-той гармоники Флоке из области в однородную область над решеткой,

* — знак комплексного сопряжения.

Тогда полное поле над решеткой, в соответствии с принципом суперпозиции, будет равно:

где векторы , соответствуют первичной волне, отраженной от структуры «покрытие−экран», а искомый поверхностный импеданс определяется из соотношения:

причем Z в общем случае — матрица.


1/ 23все страницы

Использованная литература

1. Чулков В.И. Использование ленточных излучателей в антенных решетках.— Радиотехника и электроника, 1992, № 5, с.834…840.
2. Амитей Н., Галиндо В., Ву Ч. Теория и анализ фазированных антенных решеток.—– М.: Мир, 1974.— 345 c.
3. Марков Г.Т., Чаплин А.Ф. Возбуждение электромагнитных волн.— M.: Радио и связь, 1983.— 295 c.
4. Полак Э. Численные методы оптимизации.— М.: Мир, 1974.

Статьи за 2006 год

Все статьи
Авторизация
Логин:
Пароль:
 
 
 

GuidesArray Coaxial 0.1.2

GuidesArray Coaxial™ используется инженерами для проектирования и исследования характеристик плоских периодических фазированных антенных решеток коаксиальных волноводов.


Подписка



Изменение параметров подписки