Статья

Название статьи ЭКВИВАЛЕНТНЫЙ ПОВЕРХНОСТНЫЙ ИМПЕДАНС БЕСКОНЕЧНОЙ РЕШЕТКИ ЩЕЛЕВЫХ ИМПЕДАНСНЫХ НАГРУЗОК, ВЫПОЛНЕННЫХ НА ОСНОВЕ ЩЕЛИ В БЕСКОНЕЧНОМ ИДЕАЛЬНО ПРОВОДЯЩЕМ ЭКРАНЕ
Автор В.Г. Кошкидько, О.В. Алпатова
Рубрика РАЗДЕЛ II. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И УСТРОЙСТВ
Месяц, год 11, 2015
Индекс УДК 537.8.029.6
DOI
Аннотация Рассмотрено решение задачи о возбуждении плоской волной бесконечной решетки щелевых импедансных нагрузок, с целью определения эквивалентного поверхностного импеданса. Каждый элемент решетки представляет собой щель в плоском идеально проводящем экране. Область V1 занимает все полупространство над идеально проводящим экраном. Первичное поле возбуждается в этой области плоской волной. Область V2 не содержит возбуждающих источников и занимает все полупространство под идеально проводящим экраном. Область  V2 связана с областью V1 через щель, в раскрыве которой  расположен полосковый проводник. Характеристики возбуждающих источников и параметры конструкции не зависят от координаты z (двумерная задача). Решение задачи проводилось методом интегральных уравнений. Для этого поле в областях V1 и V2 представлялось в виде разложения по пространственным гармоникам Флоке. Интегральное уравнение было получено с использованием граничного условия для электрического поля в плоскости экрана, условия ортогональности гармоник Флоке и условия непрерывности касательных составляющих полей в раскрыве отверстия. Для численной реализации полученного интегрального уравнения использовался метод Крылова–Боголюбова, в результате чего интегральное уравнение сводилось к системе линейных алгебраических уравнений. Для преодоления математических трудностей, связанных с наличием логарифмической особенности в ядре интегрального уравнения, при вычислении элементов матрицы было использовано преобразование Куммера, которое позволило не только улучшить сходимость рядов, но и выделить в явном виде и аналитически проинтегрировать логарифмическую особенность. Приведены численные результаты в виде зависимостей эквивалентного поверхностного импеданса от размеров щели, размеров полоскового проводника в раскрыве щели при фиксированных значениях интервала усреднения и от угла падения электромагнитной волны. Показано, что величину эквивалентного поверхностного импеданса можно регулировать путем изменения ширины щели и ширины полоскового проводника в раскрыве щели.

Скачать в PDF

Ключевые слова Щелевая импедансная нагрузка; бесконечная решетка; эквивалентный поверхностный импеданс; численное решение.
Библиографический список 1. Кошкидько В.Г., Петров Б.М., Юханов Ю.В. Эквивалентный поверхностный импеданс пассивных импедансных нагрузок, выполненных на основе отверстия в экране, нагруженного двумерной полостью // Радиотехника и электроника. – 1997. – Т. 42, № 6. – С. 652-661.
2. Кошкидько В.Г., Петров Б.М., Юханов Ю.В. Эквивалентный поверхностный импеданс некоторых щелевых импедансных нагрузок // Рассеяние электромагнитных волн: междувед. тем. науч. сб. – Таганрог: ТРТИ, 1987. – Вып. 6. – С. 87-94.
3. Кошкидько В.Г., Ганжела Н.В. Эквивалентный поверхностный импеданс щелевых импедансных нагрузок, выполненных на основе связанных прямоугольных областей // Радиотехника и электроника. – 1999. – Т. 44, № 8. – С. 947-954.
4. Кошкидько В.Г., Алпатова О.В. Эквивалентный поверхностный импеданс щелевой импедансной нагрузки на основе полуцилиндрической полости // Радиотехника и электроника. – 1999. – Т. 44, № 1. – С. 25-28.
5. Кошкидько В.Г., Алпатова О.В. Эквивалентный поверхностный импеданс щелевой импедансной нагрузки, выполненной на основе отверстия в экране. Случай Е-поляризации // Радиотехника и электроника. – 2003. – Т. 48, № 1. – С. 57-63.
6. Петров Б.М., Кошкидько В.Г. Метод анализа электромагнитных полей, рассеянных щелью в цилиндрическом резонаторе с фланцем // Радиотехника и электроника. – 1988. – Т. 33, № 10. – С. 2060-2064.
7. Lewine H., Papas C.H. Theory of the circular diffraction antenna // J. Appl. Phys. – 1951. – Vol. 22, No. 1. – P. 29-43.
8. Levine H., Schwinger J. On the theory of diffraction by an aperture in an infinite screen plane // Phys. Rev. – 1948. – Vol. 74, No. 8. – P. 958-974.
9. Wait J.R. A low-frequency annular-slot antenna // J. Res. NBS. – 1958. – Vol. 60, No. 1. – P. 59-64.
10. Meixner J., Klopfer W. Theory der ebenen Ringspaltantenne // Z. Angew. Phys. – 1951. – B. 3, No. 5. – P. 171-178.
11. Galejs J. Admittance of a rectangular slot which is backed by a rectangular cavity // IEEE Trans. – 1963. – Vol. AP-11, No. 2. – P.119-126.
12. Galejs J., Thompson T.W. Admittance of a cavity-backed annular slot antenna // IRE Trans. – 1962. – Vol. AP-10, No. 6. – P. 671-678.
13. Short J.R., Chen K.M. Backscattering from an Impedance loaded slotted cylinder // IEEE Trans. – 1969. – Vol. AP-17, No. 3.
14. Петров Б.М., Шарварко В.Г. Синтез поверхностного импеданса кругового цилиндра по заданной диаграмме рассеяния // Cб. науч. метод. статей по прикладной электродинамике. – М.,1979. – Вып. 3. – С. 62-78.
15. Кошкидько В.Г. Эквивалентный поверхностный импеданс щелевых импедансных нагрузок в составе бесконечных решеток // Радиотехника и электроника. – 2000. – Т. 45, № 7. – С. 773-783.
16. Кошкидько В.Г., Алпатова О.В. Эквивалентный поверхностный импеданс щелевой импедансной нагрузки, выполненной на основе полуцилиндрической полости, в составе бесконечной решетки // Радиотехника и электроника. – 2014. – Т. 59, № 10. – С. 1003-1010.
17. Кошкидько В.Г., Алпатова О.В., Сердюк Э.С. Численное исследование характеристик щелевой импедансной нагрузки на основе отверстия в бесконечном идеально проводящем экране // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 11 (160). – C. 58-67.
18. Цалиев Т.А., Черенков В.С. Возбуждение одиночной канавки и эквивалентный поверхностный импеданс ребристых структур // Радиотехника и электроника. – 1985. – Т. 30, № 9. – С. 1689.
19. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. – М.: Наука, 1974. – 832 с.
20. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. – М.: Наука, 1981. – 800 c.

Comments are closed.