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

Численное моделирование частотно-селективных поверхностей с П-образными апертурами

Мосьпан, ЛП, Кириленко, АА, Кулик, ДЮ, Стешенко, СА
Organization: 

 

Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12,
 ул. Акад. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
E-mail: lyudmila.mospan@gmail.com

https://doi.org/10.15407/rej2020.01.003
Язык: русский
Аннотация: 

 

Предмет и цель работы. Предметом исследований являются особенности рассеяния электромагнитных волн на перфорированных экранах с П-образной формой апертур. Цель работы – моделирование частотно-селективных поверхностей с заданными частотными характеристиками и исследование возможностей управления характеристиками экранов путем усложнения геометрии их элементарных ячеек.

Методы и методология работы. Для численного моделирования использован программный комплекс MWD3, разработанный лабораторией вычислительной электродинамики ИРЭ НАН Украины. Основанный на методе частичных областей, учитывающем поведение поля вблизи ребер, и методе обобщенных матриц рассеяния, программный комплекс позволяет рассчитывать характеристики рассеяния сложных волноводных узлов и решеток с кусочно-координатной формой границ.

Результаты работы. Для реализации поставленных целей в проекционные схемы программного комплекса MWD3 был интегрирован виртуальный волновод. В результате возможности программного комплекса MWD3 были расширены на расчет частотно-селективных поверхностей с кусочно-координатной формой апертур без дополнения системы новыми расчетными блоками. Проведено численное моделирование перфорированных экранов с П-образными апертурами.

Заключение. Рассчитаны конфигурации одиночного и сдвоенного металлических экранов, а также составной решетки, образованной парой экранов с диэлектрическим заполнением между ними, характеристики которых полностью удовлетворяют техническому заданию. Перфорированные экраны обеспечивают значительное снижение отражающей способности на низких частотах и низкий уровень вносимых потерь в заданной области миллиметрового диапазона. Представленные результаты могут быть использованы специалистами в области антенно-фидерной техники и пользователями программного комплекса MWD3.

Ключевые слова: волновод, резонанс прохождения, решетка, частотно-селективная поверхность

Статья поступила в редакцию 07.08.2019
PACS: 41.20.Jb, 84.40.Ba
УДК 537.87​4.2:621.372.851.3
Radiofiz. elektron. 2020, 25(1): 3-10
Полный текст (PDF)
 

References: 
  1. Munk B.A. Frequency Selective Surfaces: Theory and Design. New York: John Wiley and Sons Inc., 2005. 440 c.
  2. Wu T.K. Frequency Selective Surface and Grid Array. New York: John Wiley and Sons Inc., 1995. 331 c.
  3. Vardaxoglou J.C. Frequency Selective Surfaces: Analysis and Design, ser. Electronic & Electrical Engineering Research Studies Antenna Series. New York: John Wiley and Sons Inc., 1997. 284 p.
  4. Amitay N., Galindo V., Wu C.P. Theory and Analysis of Phased Array Antennas. New York: John Wiley and Sons Inc., 1972. 456 p.
  5. Reed J.A., Byrne D.M. Frequency-selective surfaces with multiple apertures within a periodic cell. J. Opt. Soc. Am. A. 1998. Vol. 15, N 2. P. 660–668.
  6. Kovalenko A.Yu., Sokolov P.V. Two-resonance frequency selective surfaces. XXVIII Moscow Int. Conf. on Antenna Theory and Technology (Moscow, Russia, 22–24 Sept. 1998): Proc. Moscow, 1998. P. 412–415.
  7. Kirilenko A., Mospan L. Grating of Perforated Strips as a Multi-Rejection FSS. IEEE AP-S Int. Symp. (Washington DC, USA, 3–8 July 2005): Proc. Washington, 2005. Vol. 4A. P. 408–411.
  8. Mospan L.P., Kirilenko A.A. Spatial filter with quasi-elliptical response. 35th European Microwave Conf. (EuMC): Proc. (Paris, France, 3–7 Oct. 2005). Paris, 2005. Vol. 2. P. 869–872.
  9. Грибовский А.В. Частотно-избирательные и поляризационные свойства двухэлементных периодических экранов конечной толщины с прямоугольными отверстиями и волноводными нагрузками. Электромагнитные волны и электронные системы. 2006. Т. 11, № 2–3. C. 84–92.
  10. Стешенко С.А., Приколотин С.А., Кириленко А.А., Кулик Д.Ю., Рудь Л.А., Сенкевич С.Л. Метод частичных областей с учетом особенностей во внутренних задачах с произвольными кусочно-координатными границами. Часть 2. Плоско-поперечные соединения и «in-line» объекты. Радиофизика и электроника. 2013. Т. 4(18), № 3. C. 13–21.
  11. Приколотин С.А., Кириленко А.А. Метод частичных областей с учетом особенностей во внутренних задачах с произвольными кусочно-координатными границами. Часть 1. Спектры собственных волн ортогонных волноводов. Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. Харьков. 2010. Т. 15, № 2. C. 17–29.
  12. Стешенко С.А. Алгоритм расчета плоскостных сочленений волноводов произвольного сечения с использованием собственных функций общей апертуры Радиофизика и электроника. 2013. Т. 4(18), № 3. C. 22–27
  13. Белон О.О., Котляр М.Я. Экспериментальное исследование резонансных диафрагм специальной формы. Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1985. T. 28, № 3. С. 65–67.
  14. Kirilenko A.A., Mospan L.P., Rud L.A. Complicating the shape of a resonant diaphragms as a way of its quality-factor increasing. 2nd Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques: Proc. (Kiev, Ukraine, 20–22 May 1997). Kiev. 1997. P. 301–302.
  15. Neto A.G., de Silva J.C., de Carvalho J.N., da Silva A.N., de Aguiar C.B., Mamedes D.F. Analysis of Frequency Selective Surface with U-Shaped Geometry. Journal of Microwaves, Optoelectronics and Electromagnetic Applications (JMOe). 2015. Vol. 14, SI-1. P. 113–122.