Професор кафедри фізики ОНАЗ В.І.Ірха

“____” червня 2013 р.

 

РЕФЕРАТ

 

Текстова частина дипломної роботи: 48 с., 31 рис., 6 табл., 7 додатків, 21 джерело.

Об’єкт дослідження – імпедансна смуга з реактивним імпедансом.

Мета роботи – рішення конкретній задачі аналізу розв'язуючих властивостей імпедансної смуги, розташованої на провідній поверхні.

Метод дослідження – функціональний аналіз; метод чисельного розв’язання інтегрального рівняння Фредгольма другого роду з різнісним ядром.

У дипломній роботі проведений аналіз розв’язуючих властивостей імпедансної смуги з однорідним та неоднорідним реактивним розподіленням імпедансу. Розглянутий найефективніший спосіб зниження взаємного впливу антен, який полягає в розміщенні між антенами спеціальних структур просторової розв'язки.

Отримали, що для розв’язки між передавальною та приймальною антенами доцільно використовувати імпедансну смугу, на якій розподілений однорідний ємнісний чи індуктивний імпеданс, у випадку відсутності поверхневої хвилі.

 

ІМПЕДАНС, ІМПЕДАНСНА СМУГА, РЕБРИСТА СТРУКТУРА, РЕКУРЕНТНІ ФОРМУЛИ, АНАЛІЗ

 

Умови одержання дипломної роботи: за дозволом проректора з навчальної роботи ОНАЗ ім. О.С. Попова.

 

ЗМІСТ

С.

ВСТУП............................................................................................................................10

1. ЗАДАЧА АНАЛІЗУ РОЗВЯЗУВАЛЬНИХ ІМПЕДАНСНИХ

СМУГ...........................................................................................................................12

1.1 Електродинамічні характеристики імпедансних поверхонь.........................12

1.2 Задача аналізу електродинамічних характеристик імпедансних

структур..............................................................................................................17

1.2.1 Постановка задачі......................................................................................17

1.2.2 Математична модель задачі аналізу........................................................19

2. МЕТОДИ ОЦІНКИ РОЗВЯЗУВАЛЬНИХ ІМПЕДАНСНИХ

СТРУКТУР.................................................................................................................22

2.1 Методи чисельного розв`язання інтегральних рівнянь Фредгольма

другого роду......................................................................................................22

2.1.1 Метод Крилова-Боголюбова...................................................................22

2.1.2 Рекурентні формули чисельного розв'язання інтегральних

рівнянь Фредгольма другого роду.........................................................25

2.2 Коефіцієнт придушення імпедансної смуги.....................................................27

2.3 Про оцінку впливу приймальної антени на розв'язуючі властивості

імпедансної смуги. Власний коефіцієнт придушення імпедансної

смуги…………………………………………….......…………………….……28

3. ЧИСЕЛЬНИЙ АНАЛІЗ РОЗВ’ЯЗУЮЧИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ОДНОРІДНОЇ

ІМПЕДАНСНОЇ СМУГИ.........................................................................................34

3.1 Оцінка впливу ширини імпедансної смуги на її розв’язуючі

властивості..........................................................................................................34

3.2 Діапазонні властивості імпедансної смуги.....................................................38

4. ЧИСЕЛЬНИЙ АНАЛІЗ РОЗВ’ЯЗУЮЧИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ НЕОДНОРІДНОЇ ІМПЕДАНСНОЇ СМУГИ........................................................................................42

4.1 Залежність розв’язуючих властивостей неоднорідної імпедансної смуги від кількості імпедансних смужок, розташованих на ній...................................42

4.2 Аналіз діапазонних властивостей неоднорідної імпедансної

смуги...................................................................................................................49

ВИСНОВКИ та ПРОПОЗИЦІЇ.....................................................................................53

ПЕРЕЛИК ПОСИЛАНЬ................................................................................................54

Додаток А. Блок-схема загального алгоритму………..............................................56

Додаток Б. Текст програми для рішення інтегрального рівняння

Фредгольма другого роду….…………………………...........................57

Додаток В. Геометрія задачі........................................................................................66

Додаток Г. Рекурентна формула, формула знаходження імпедансу та

формула знаходження коефіцієнта придушення ………….........……..67

Додаток Д. Значення коефіцієнта придушення на однорідній

імпедансній смузі…….………………………….....................................68

Додаток Е. Значення коефіцієнта придушення на неоднорідній

імпедансній смузі......................................................................................69

Додаток Ж. Значення коефіцієнта придушення на однорідній та неоднорідній

імпедансній смузі.....................................................................................70

 

ВСТУП

 

У радіозв'язку, радіолокації і техніку СВЧ часто використовують імпедансні поверхні (структури).

Імпедансні поверхні (структури) знаходять широке застосування при розробці: СВЧ пристроїв із заданими властивостями, импедансных антен із заданими параметрами випромінювання, розв'язуючих антенних структур, направляючих систем з необхідними характеристиками.

На практиці часто зустрічаються випадки. коли передавальна та приймальна антени розташовані в безпосередні близькості одна від одної. Прикладами такого розташування можуть бути наступні випадки: антени, які розташовано на борту повітряного чи морського судна, на борту супутника, космічного корабля та інших рухомих i нерухомих об’єктах, пов'язаних з передаванням та прийманням радіохвиль.

Звідси походить необхідність застосування цілого комплексу заходів, які забезпечують нормальне функціонування радіоелектронних систем в умовах близько розташованих джерел заважаючого електромагнітного випромінювання.

У [1] відзначається, що імпедансні поверхні (структури) використовуються в пристроях, де відбувається обмін енергіями між електромагнітним полем і зарядженими частками (лампи бігучої хвилі, циклотрони та ін.), в антенній техніці (поверхневі антени, розв'язувальні антенні пристрої й ін.).

Найбільш поширеним та достатньо ефективним способом зниження заважаючої дії випромінювань передавальних антен на приймальні антени. є спосіб заснований на використанні різного роду екранів, яки розташовуються в просторі між антенами.

Екрані плоскої форми є менш ефективним і (забезпечують зниження впливу до 10 дБ, при помірних розмірах), значно кращі результати забезпечують екрани опуклої форми (більш ніж 30 дБ в широкий смузі частот). Значним недоліком екранів є наявність потреби в додатковому та доволі великому обсязі простору для його розміщення.

При дослідженні пристроїв, заснованих на застосуванні імпедансних поверхонь (структур), розглядаються прямі і зворотні задачі розсіювання електромагнітних хвиль.

Питання взаємодії антен при застосуванні структур просторової розв'язки розглядались багатьма авторами [2-5].

Структура просторової розв’язки або імпедансної структури застосовуються як для розв'язки між приймальною та передавальною антенами, так і для запобігання затікання струму на поверховість антен, яки не призначенні для випромінювання радіохвиль. В [3] відмічається, що «суть цього методу полягає в тому, що за визначених умов, (імпедансна структура «віджимає» поле від своєї поверхні зменшуючи тим самим кількість енергії, яка поступає в приймальну антену».

До прямих задач (задачі аналізу импедансных поверхонь) відносяться задачі, зв'язані з визначенням електромагнітного поля над тілами заданої конфігурації при заданому законі розподілу поверхневого імпедансу. Типовими задачами такого плану є задачі про випромінювання антен над тілами з провідними границями з метою вивчення впливу кінцевої провідності матеріалу на характеристики антен. Подібні задачі зустрічаються також при аналізі характеристик різних вузлів хвилевідних трактів.

Розвиток техніки антен вимагає рішення задач по визначенню розв'язуючих властивостей імпедансних смуг, впливу випромінюючих розкривів на розв'язуючі властивості, імпедансних смуг, оптимізації розподілу імпедансу по ширині смуги в заданій смузі частот. Аналіз ефективності розв'язуючих структур є актуальною задачею.

Дана робота присвячена одному з найефективніших способів зниження взаємного впливу антен, який полягає в розміщенні між антенами спеціальних структур просторової розв'язки.

Метою цієї дипломної роботи є рішення конкретній задачі аналізу розв'язуючих властивостей імпедансної смуги, розташованої на провідній поверхні.

Об’єктом дослідження є імпедансна смуга з однорідним та неоднорідним імпедансом.

У результаті аналізу будуть розглянуті деякі властивості розв'язуючої імпедансної смуги, що на наш погляд, мають як теоретичний, так і практичний інтерес.