Цель диссертационной работы заключается в решении важной научно–технической проблемы — разработке широкополосных волноводных моноимпульсных антенных решеток (АР) с широкоугольным сканированием на линейной или вращающейся поляризациях для новых радиосистем — интегрированных радиоэлектронных комплексов, а также в теоретическом и экспериментальном обосновании развитых электродинамических подходов для их проектирования (включая и автоматизированное проектирование).
Полученные в диссертации решения поставленных задач являются новыми.
Научная новизна результатов работы состоит в следующем:
—
Проведено обобщение электродинамической теории антенных решеток на широкополосные АР на основе волноводов с произвольной формой поперечного сечения, работающих в режиме широкоугольного сканирования с линейной (вертикальной либо горизонтальной) или двойной (ортогональной либо вращающейся) поляризацией поля.
—
Развиты универсальные электродинамические подходы и математический аппарат прикладной электродинамики и получены новые результаты исследования и оптимизации энергетических, частотных, поляризационных характеристик различных видов многоэлементных волноводных АР, заключающиеся:
—
В разработке волновой многомодовой физической и математической модели излучения волновода с произвольной формой сечения в составе многоэлементной АР при наличии диэлектрических покрытий, вставок, волноводных трансформаторов, диафрагм и других согласующих элементов в ее раскрыве.
—
В развитии матричной электродинамической теории, строгого математического подхода на основе комбинированного прямого проекционного метода сшивания электромагнитных полей к анализу и оптимизации характеристик АР, устройств СВЧ и канализирующих трактов на основе волноводов сложного профиля.
—
Создана алгоритмическая база вычислительной электродинамики и программное обеспечение для исследования и оптимизации по выбранным критериям электродинамических характеристик широкополосных излучающих и канализирующих элементов АР на основе волноводов с произвольной формой поперечного сечения.
—
Разработана методика автоматизированного проектирования излучающей и распределительной систем широкополосных волноводных АР при обеспечении оптимальных параметров ТЗ с минимальными временными и стоимостными затратами.
Практичеcкая ценность результатов, полученных в диссертационной работе, заключается в том, что на их основе:
—
Проведено обобщение электродинамической теории и разработаны новые подходы к построению и анализу широкополосных антенных решеток на основе волноводов с произвольной формой поперечного сечения, позволившие получить новые знания о характеристиках волноводных моноимпульсных АР, обладающих по сравнению с традиционными решетками из прямоугольных и круглых волноводов большей рабочей полосой частот (не менее 25%) в широком секторе однолепесткового сканирования (не менее ±120°) на линейной и вращающейся поляризациях.
—
Предложен универсальный математический аппарат и создан прикладной комплекс алгоритмов и программ по исследованию и оптимизации излучающей и распределительной систем АР, устройств СВЧ и канализирующих трактов на основе волноводов с произвольным поперечным сечением, позволяющие создавать автоматизированные информационные системы с динамической базой данных для проектирования различных АС и АР.
—
Разработана методика автоматизированного проектирования многоэлементного антенного полотна АР на основе широкополосных (многочастотных совмещенных) волноводных излучателей с оптимизированными по выбранным критериям характеристиками, позволяющая значительно сократить временные и стоимостные затраты на этапах их разработки.
—
Создан комплекс экспериментальных лабораторных макетов образцов АР и устройств СВЧ на основе волноводов со сложной формой поперечного сечения.
GuidesArray Rectangular™ позволяет быстро провести инженерные расчеты двумерных фазированных антенных решеток прямоугольных волноводов на электродинамическом уровне.
