• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

ЧИСЛЕННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОБ ИЗЛУЧЕНИИ ИЗ ПЛОСКОГО ВОЛНОВОДА С КОНЕЧНЫМ ЧИСЛОМ ЩЕЛЕЙ

Воробьев, СН
Organization: 

Радиоастрономический институт НАН Украины
4, ул. Краснознаменная, Харьков, 61002, Украина
E-mail: vorobyov@rian.kharkov.ua

https://doi.org/10.15407/rej2016.02.003
Язык: русский
Аннотация: 

Изучаются характеристики излучения электромагнитных волн из заполненного диэлектриком плоского металлического волновода с конечным числом неэквидистантно расположенных, различных по ширине параллельных щелей на одной стороне волновода, возбуждаемого основной волной. Такая структура допускает строгое электродинамическое решение при минимуме известных радиофизических допущений и, как модель, может хорошо соответствовать реальным антеннам, изготовленным из тонкого фольгированного диэлектрика с длинными, по отношению к длине волны, щелями. Задача решается методом аналитического полуобращения оператора исходной краевой задачи в сочетании с методом моментов. Анализируются ближнее и дальнее поля излучения (Е- и Н-компоненты поля), а также энергетические характеристики отраженного и прошедшего в волновод полей.

Ключевые слова: ближнее и дальнее поля излучения, волноводно-щелевые антенны, интеграл Фурье, метод моментов, полуобращение, электромагнитные волны

Статья поступила 12.02.2016
PACS 02.30.Rz
УДК 537.874.6
Radiofiz. elektron. 2016, 21(2): 3-14
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Нейман М. С. Передающие антенны. Теория и основания для расчета / М. С. Нейман. – Л.–М.: Гос. энергетич. изд-во, 1934. – 400 с.
  2. Watson W. H. Resonant slots / W. H. Watson // Proc. of the IEEE. Pt. H. – 1946. – 93. – P. 747–777.
  3. Пистолькорс А. А. Современное состояние теории щелевых антенн / А. А. Пистолькорс // Радиотехника. – 1947. – 2, № 1. – C. 35–38.
  4. Пистолькорс А. А. Антенны / А. А. Пистолькорс. – М.: Связьиздат, 1947. – 480 с.
  5. Stevenson A. F. Theory of slots in rectangular waveguides / A. F. Stevenson // J. Appl. Phys. – 1948. – 19, N 1. – P. 24–38.
  6. Фельд Я. Н. Основы теории щелевых антенн / Я. Н. Фельд. – М.: Сов. радио, 1948. – 160 с.
  7. Oliner A. A. The impedance properties of narrow radiating slots in the broad face of rectangular waveguide. Pt. I. Theory / A. A. Oliner // IRE Transactions on Antennas and Propagation. – 1957. – 5. – P. 4–20.
  8. Айзенберг Г. З. Антенны УКВ: в 2 т. Т. 2 / Г. З. Айзенберг, В. Г. Ямпольский, О. Н. Терешин. – М.: Связь, 1977. – 288 с.
  9. Volakis J. L. Antenna Engineering Handbook / J. L. Volakis (editor). – 4th edition. – N. Y.: McGraw Hill, 2007. – 1773 p.
  10. Krauss J. D. Antennas, Second Edition / J. D. Krauss. – N. Y.: McGraw Hill, 1988. – 892 p.
  11. Васильев Е. Н. Исследование характеристик рассеяния волноводно-щелевой антенны на частотах, отличающихся от рабочей / Е. Н. Васильев, Е. М. Фрейдлин // Радиотехника и электрон. – 2003. – 48, № 6. – C. 655–663.
  12. Li J.-Y. Method of moments analysis of waveguide slot antennas using the EFIE / J.-Y. Li, L.-W. Li, Y.-B. Gan // J. Electromagnetic Waves and Application. – 2005. – 19, N 13. – P. 1729–1748.
  13. Elliott R. S. The design of small slot arrays / R. S. Elliott, L. A. Kurtz // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1978. – 26, N 2. – P. 214–219.
  14. Elliott R. S. The design of slot arrays including internal mutual coupling / R. S. Elliott, W. O’Loughlin // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1986. – 34, N 9. – P. 1149–1154.
  15. Kraut E. A. FDTD solution of Maxwell’s equations for an edge slot penetrating adjacent broadwalls of a finite wall thickness waveguide / E. A. Kraut, J. C. Olivier, J. B. West // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1994. – 42, N 12. – P. 1646–1648.
  16. Jan C.-G. Moment method analysis of sidewall inclined slots in rectangular waveguides / C.-G. Jan, P. Hsu, R.-B. Wu // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1991. – 39, N 1. – P. 68–73.
  17. Josefsson L. A waveguide transverse slot for array application / L. Josefsson // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1993. – 41, N 7. – P. 845–850.
  18. Jan C.-G. Variational analysis of inclined slots in the narrow wall of a rectangular waveguide / C.-G. Jan, R.-B. Wu, P. Hsu // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1994. – 42, N 10. – P. 1455–1458.
  19. Simulation of high-frequency integrated circuits incorporating full-wave analysis of microstrip discontinuities / R. Kipp, C. H. Chan, A. T. Yang, J. T. Yao // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. – 1993. – 41, N 5. – P. 848–854.
  20. Кременецкий С. Д. Волноводно-щелевые антенные решетки / С. Д. Кременецкий, В. Ф. Лось, А. Н. Шаманов //   Антенны. – 2004. – Вып. 8–9. – C. 47–55.
  21. Kim Y. H. Mode-matching model for a longitudinally slotted waveguide array / Y. H. Kim, H. J. Eom // IEEE Antennas and Wireless Propagation Lett. – 2007. – N 6. – P. 328–331.
  22. Higher-order MoM analysis of the rectangular waveguide edge slot arrays / B. Lai, X. W. Zhao, Z. J. Su, C. H. Liang // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 2011. – 59, N 11. – P. 4338–4341.
  23. Systematic design methodology for one-dimensional compound slot-array combining method of moments, equivalent circuit model and forward matching procedure / I. Montesinos-Ortego, M. Zhang, M. Sierra-Perez et al. // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 2013. – 61, N 1. – P. 453–458.
  24. Kalinichev V. I. Analysis of planar slot arrays using magnetic currents and magnetomotive force / V. I. Kalinichev // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1995. – 43, N 2. – P. 131–136.
  25. Кириленко А. А. Строгая двумерная модель эффекта преобразования поверхностных волн в объемные / А. А. Кириленко, С. А. Стешенко // Радиофизика и электрон. – 2005. – 10, № 1. – С. 30–38.
  26. Стешенко С. А. Синтез антенны вытекающих волн по заданному распределению поля на апертуре / С. А. Стешенко // Радиофизика и радиоастрономия. – 2013. – 18, № 4. – C. 373–380. 
  27. Литвиненко Л. Н. Поперечная щель в плоском волноводе / Л. Н. Литвиненко, С. Л. Просвирнин // Радиотехника и электрон. – 1977. – 22, № 7. – C. 1321–1326.
  28. Литвиненко Л. Н. Спектральные операторы рассеяния в задачах дифракции волн на плоских экранах / Л. Н. Литвиненко, С. Л. Просвирнин. – К.: Наук. думка, 1984. – 240 с.
  29. Воробьев С. Н. Дифракция электромагнитных волн на структуре из конечного числа неэквидистантно расположенных лент различной ширины. Сравнение спектрального и операторного методов / С. Н. Воробьев, Л. Н. Литвиненко, С. Л. Просвирнин // Радиофизика и радиоастрономия. – 1996. – 1, № 1. – C. 110–118.
  30. Воробьев С. Н. Рассеяние электромагнитных волн на неэквидистантной решетке из конечного числа наклонных лент / С. Н. Воробьев // Радиотехника и электрон. – 1987. – 32, № 4. – C. 687–695.
  31. Воробьев С. Н.Метод моментов в задаче дифракции на ленте / С. Н. Воробьев, С. Л. Просвирнин // Радиотехника и электрон. – 1985. – 30, № 1. – C. 163–165.
  32. Айзенберг Г. З. Антенны УКВ: в 2 т. Т. 1 / Г. З. Айзенберг, В. Г. Ямпольский, О. Н. Терешин. – М.: Связь, 1977. – 384 с.
  33. Фелсен Л. Излучение и рассеяние волн: в 2 т. T. 2 / Л. Фелсен, Н. Маркувиц: пер. с англ. под ред. М. Л. Левина. – М.: Мир, 1978. – 555 с.
  34. Воробьев С. Н. Дифракция электромагнитных волн на ограниченной полосковой структуре: спектральный метод и приближение заданного тока / С. Н. Воробьев, С. Л. Просвирнин // Радиотехника и электрон. – 1994. – 39, № 12. – C. 1951–060.
  35. Воробьев С. Н. Электромагнитное поле в дальней и ближней зоне при дифракции волн на структурах из лент / С. Н. Воробьев // Радиофизика и электроника. – 2012. – 3(17), № 1. – С. 11–18.