ЧИСЛОВИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ПОЛЯ В ОБЛАСТІ ФОКУСА ПАРАБОЛОЇДА ОБЕРТАННЯ ДЗЕРКАЛЬНОЇ АНТЕННОЇ СИСТЕМИ

Автор(и)

  • Ольга Леонідівна Сидорчук Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова, Ukraine
  • Сергій Петрович Фриз Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова, Ukraine
  • Віктор Йосипович Залевський Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова, Ukraine
  • Людмила Мічеславівна Марищук Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.46972/2076-1546.2019.17.11

Ключові слова:

параболоїд обертання, дзеркальна антена, малогабаритний рупорний опромінювач

Анотація

У ході аналізу антен та розробки їх нових зразків, зокрема й дзеркальних, необхідно визначити (розрахувати) їх основні характеристики (параметри). Для цього потрібно дослідити електромагнітне поле, яке збуджується в області фокуса параболоїда обертання, що опромінюється рупорним опромінювачем. На даний час такі розрахунки проводяться за допомогою сучасних програмних продуктів моделювання. Вони ґрунтуються на загальних числових методах розв’язання рівнянь Максвелла та подаються як готовий продукт без розкриття внутрішнього змісту. Тому оцінювання похибки розрахунків за допомогою таких програм практично неможливе. Унаслідок математичної складності навіть найпростіших задач розсіювання та дифракції рідко вдається отримати в замкнутому вигляді рішення, придатні для безпосереднього розрахунку практично корисних фізичних характеристик. Отже, доводиться допускати певний ступінь наближення для формування граничних умов, розв’язання рівнянь або на всіх етапах. Отримані раніше алгоритми розрахунку мають недолік, оскільки можуть бути реалізовані лише числовими методами, тому що отримані інтеграли не є табличними і не підлягають приведенню до таких. Саме тому виникає необхідність у спрощенні виразів для розсіяного рупором поля шляхом апроксимації й отримання простих формул. У статті запропоновано визначення електромагнітного поля в області фокуса параболоїда обертання дзеркальної антени та на осі дзеркала шляхом розв’язання інтегральних рівнянь числовим методом за нормальної поляризації падаючої хвилі. Новизна отриманих результатів полягає в застосуванні нового числового методу визначення розсіяного електромагнітного поля, перевипроміненого рупорним опромінювачем, розташованим у фокусі параболоїда обертання антенної системи, з метою покращення тактико-технічних характеристик радіотехнічних станцій, на яких вона встановлена. Отримано кінцеві наближені вирази, з яких зрозуміла фізика явища перевідбиття (розсіювання).

Біографії авторів

Ольга Леонідівна Сидорчук, Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова

O. L. Sidorchuk

Сергій Петрович Фриз, Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова

S. P. Fryz

Віктор Йосипович Залевський, Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова

V. I. Zalevsky

Людмила Мічеславівна Марищук, Житомирський військовий інститут імені С. П. Корольова

L. M. Maryshchuk

Посилання

Vud, P. (1984). Analiz i proektirovanie zerkal'nykh antenn [Analysis and design of mirror antennas]. (Transl. from English ed. Frolov, O. P.). Moscow: Radio i sviaz' [in Russian].

Neganov, V. A., Klyuev, D. S., & Sokolova, J. V. (2008). A Method for Calculation of the Input Impedance of a Microstrip Electric Dipole. Radiophysics and Quantum Electronics, 51 (12), 956–965. https://doi.org/10.1007/s11141-009-9099-x

Prokhorov, I. O., & Kondrat'eva, A. P. (2009). Zerkal'naia antenna s diagrammoi napravlennosti spetsial'noi formy [Special shaped reflector antenna]. Antenny [Antennas], 12 (151), 9–12 [in Russian].

Skulkin, S. P., & Turchin, V. I. (2009). Impul'snoe pole ofsetnoi parabolicheskoi antenny

v dal'nei zone [Pulsed offset parabolic antenna field in the far zone]. Antenny [Antennas], 6 (145), 3–7 [in Russian].

Budagian, I. F., & Shchuchkin, G. G. (2008). Kharakteristiki polia zerkal'noi antenny

s korrektiruiushchim impedansom v blizhnei i dal'nei zonakh pri rabote so sverkhkorotkimi impul'sami [Field characteristics of a mirror antenna with correcting impedance in the near and far zones when working with ultrashort pulses]. Antenny [Antennas], 4 (131), 20–26 [in Russian].

Kir'ianov, O. E., Martynov, H. A. (2009). Kombinirovannaia iteratsionnaia metodika rascheta effektivnoi ploshchadi rasseianiia zerkal'nykh antenn [Combined iterative method for calculating the effective scattering area of mirror antennas]. Antenny [Antennas], 10 (149), 17–25 [in Russian].

Il'inskii, A. C., Kravtsov, V. V., & Sveshnikov, A. G. (1991). Matematicheskie modeli elektrodinamiki [Mathematical Models of Electrodynamics]. Moscow: Vysshaia shkola [in Russian].

Galishnikova, T. N., & Il'inskii, A. C. (1987). Chislennye metody v zadachakh difraktsii [Numerical methods in diffraction problems]. Moscow: Izd-vo MGU [in Russian].

Lifanov I. K. (1995). Metod singuliarnykh integral'nykh uravnenii i chislennyi eksperiment [The method of singular integral equations and numerical experiment]. Moscow: Ianus, [in Russian].

Vainikko, G. M., Lifanov, I. K., & Poltavskii, L. N. (2001). Chislennye metody

v gipersinguliarnykh integral'nykh uravneniiakh i ikh prilozheniia [Numerical methods in hypersingular integral equations and their applications]. Moscow: Ianus [in Russian].

Neganov, V. A. (2008). Fizicheskaia reguliarizatsiia nekorrektnykh zadach elektrodinamiki [Physical regularization of incorrect problems of electrodynamics]. Moscow: Sains-Press [in Russian].

Davydov, A. G., Zakharov, E. V., & Pimenov, Iu. V. (1984). Metod chislennogo resheniia zadach difraktsii elektromagnitnykh voln na nezamknutykh poverkhnostiakh proizvol'noi formy [Method for the numerical solution of problems of diffraction of electromagnetic waves on open surfaces of arbitrary shape]. Doklady Akademii nauk SSSR [Reports of the USSR Academy of Sciences], 276 (1), 96–100 [in Russian].

Lifanov, I. K. (1981). Chislennye metody resheniia nekotorykh klassov singuliarnykh integral'nykh uravnenii i ikh prilozhenie v aerodinamike [Numerical methods for solving some classes of singular integral equations and their application in aerodynamics]. Doctor’s thesis. Moscow [in Russian].

Sydorchuk, O. L. (2019). Metod vyznachennia elektromahnitnoho polia, rozsiianoho vid rupornoho oprominiuvacha, roztashovanoho u fokusi paraboloida obertannia antennoi systemy stantsii nazemnoi rozvidky [Method for determining the electromagnetic field scattered from

a horn irradiator located in the focus of the paraboloid of rotation of the antenna system of ground reconnaissance stations]. Problemy stvorennia, vyprobuvannia, zastosuvannia ta ekspluatatsii skladnykh informatsiinykh system: zb. nauk. prats ZhVI [Problems of construction, testing, application and operation of complex information systems. Scientific journal of Korolov Zhytomy rMilitary Institute], 16, 80–93. Zhytomyr: ZhMI [in Ukrainian].

Sydorchuk, O. L. (2018). Metod pokrashchennia poliaryzatsiinykh kharakterystyk antennykh system perenosnykh stantsii nazemnoi rozvidky [A method for improving the polarization characteristics of antenna systems for portable ground reconnaissance stations]. Problemy stvorennia, vyprobuvannia, zastosuvannia ta ekspluatatsii skladnykh informatsiinykh system: zb. nauk. prats ZhVI [Problems of construction, testing, application and operation of complex information systems. Scientific journal of Korolov Zhytomy rMilitary Institute], 15, 78–93. Zhytomyr: ZhMI [in Ukrainian].

Sydorchuk, O. L. (2018). Metod proektuvannia radiolokatsiinykh stantsii nazemnoi rozvidky z antennoiu systemoiu kolovoi poliaryzatsii [Method of designing ground-based radar stations with antenna system of circular polarization]. Suchasni informatsiini tekhnolohii u sferi bezpeky

i oborony [Modern information technologies in the field of security and defense], 3 (33), 25–35. Kyiv: NUD of Ukraine [in Ukrainian].

Sidorchuk, O., Tofanchuk, O., Kritenko, O., & Kalenchuk, Yu. (2017). Methodology improvment of the electromagnetic field amplitude study related to the antenna system risk radio-solid station of land-development "Credo-M1". Scientific works of Kharkiv National Air Force University, 5 (54), 102–109.

Astakhov, V. N. (1974). Difraktsiia na provodiashchem share v pole paraboloida antenny [Diffraction by a conducting ball in the field of an antenna paraboloid]. Izv. LETI. Nauchn. Trudy [News LETI. Scientific works], 155, 25–31 [in Russian].

Astakhov, V. N., & Stepanov, V. A. (1975). Opredelenie EPR paraboloida vrashcheniia s provodashchim sharom v fokuse [EPR determination of a paraboloid of revolution with

a conducting ball in focus]. Izv. LETI. Nauchn. Trudy [News LETI. Scientific works], 178, 28–37 [in Russian].

Astakhov, V. N., & Stepanov V. A. (1979). Opredelenie difraktsionnogo polia v oblasti fokusa paraboloida vrashcheniia [Determination of the diffraction field in the focus region of

a paraboloid of revolution]. Izv. LETI. Nauchn. Trudy [News LETI. Scientific works], 245, 25–30 [in Russian].

Zalevskii, G. S. (2007). Obzor metodov rascheta vtorichnogo izlucheniia radiolokatsionnykh ob"ektov [Overview of methods for calculating the secondary radiation of radar objects]. Sistemi obrobki іnformatsії [Information processing systems], 7 (65), 16–24. Kharkіv: KAFU [in Russian].

Sydorchuk, O. L. (2012). Analiz metodiv i sposobiv zmenshennia efektyvnoi poverkhni rozsiiuvannia antennykh system [Analysis of methods and methods for reducing the effective scattering surface of antenna systems]. Visnyk ZhDTU. Tekhnichni nauky [ZhSTU Bulletin. Engineering sciences], 2 (61), 94–106. Zhytomyr [in Ukrainian].

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-12-30

Як цитувати

Сидорчук, О. Л., Фриз, С. П., Залевський, В. Й., & Марищук, Л. М. (2019). ЧИСЛОВИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ПОЛЯ В ОБЛАСТІ ФОКУСА ПАРАБОЛОЇДА ОБЕРТАННЯ ДЗЕРКАЛЬНОЇ АНТЕННОЇ СИСТЕМИ. ПРОБЛЕМИ СТВОРЕННЯ, ВИПРОБУВАННЯ, ЗАСТОСУВАННЯ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЇ СКЛАДНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ, (17), 121–133. https://doi.org/10.46972/2076-1546.2019.17.11