350 rub
Journal Electromagnetic Waves and Electronic Systems №6 for 2009 г.
Article in number:
The Plane Problems of the Electrodynamics of Pulsed Waves for Compact Open Resonators with the Waveguide Feeder Line. Gratings as Pattern Forming Structures
Keywords: the pulsed waves the open resonators the pattern forming structures
Authors:
V.F. Kravchenko, V.L. Pazynin, K.Y. Sirenko, Y.K. Sirenko
Abstract:
In the theory of unsteady electromagnetic waves, there exists a number of problems that have not been yet obtained universal, justified, and practically feasible solutions. This fact affects a quality of models and restricts potentialities of the time-domain methods in the study of transient processes phenomena and regularities of space-time transformations of pulsed waves. Among these problems is a problem of correct and efficient truncation of a computational domain in the so-called open problems, i.e. in the problems whose analysis domain is unlimited along one or several directions. In addition, mention may be made of the far-field zone problem, the problem of large and distant sources, and others. The solution of these problems has advanced greatly within the last few years with the help of the approach based on the construction of transport operators functioning in the space of evolutionary bases of signals. These operators determine space-time transformations of pulsed waves on the finite sections of their free propagation in regular channels of various natures such as waveguides, Floquet channels, and "regular" segments of free space. In our previous work [1], within the framework of this approach, we solved rigorously model two-dimensional initial boundary-value problems allowing one to study space-time and space-frequency electromagnetic field transformations in compact electrodynamic systems with waveguide feed lines. The algorithms oriented on numerical solution of a wide class of urgent theoretical and applied problems of antenna theory and engineering, high-power electronics, and resonant quasi-optics have been constructed and implemented in software. It is of first importance that these algorithms eliminate the possibility of unpredictable behavior of computing errors for large observation times and, as a consequence, ensure reliable data on resonant processes. The present paper confirms the efficiency of the solutions constructed in [1]. We consider rather complicated applied problems associated with the analysis of antennas with finite periodic structures as their principal unit. The space-time and space-frequency electromagnetic field transformations in the antennas of this kind have been studied. We have also analyzed physical processes occurring during a directional radiation formation. New data on the intensity and directivity of the radiation from open resonant structures with semitransparent grating-mirrors have been obtained. A number of key theoretical problems of the synthesis of phased antenna arrays have been rigorously analyzed for the first time.
Pages: 4-20
References
  1. Сиренко Ю. К., Шестопалов В. П., Яшина Н. П. Новые методы динамической линейной теории открытых волноводных резонаторов // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1997. Т. 37. № 7. С. 869 -877.
  2. Sirenko Y.K., Yashina N.P. Nonstationary model problems for wave guide open resonator theory // Electromagnetics. 1999. V. 19. No. 5.P. 419-442.
  3. Perov A.O., Sirenko Yu.K., Yashina N.P. Explicit conditions for virtual boundaries in initial boundary value problems in the theory of wave scattering // Journ. of Electromag. Waves and Appl. 1999. V. 13. Nо. 10. P. 1343-1371.
  4. SirenkoY. K., Yashina N. P.Time domain theory of open waveguide resonators: canonical problems and a generalized matrix technique //Radio Science.2003. V. 38. No. 2. P. VIC 26-1-VIC 26-12.
  5. Сиренко Ю. К. Моделирование и анализ переходных процессов в открытых периодических, волноводных и компактных резонаторах. Харьков: ЭДЭНА. 2003.
  6. Сиренко Ю.К., Пазынин В.Л., Вязьмитинова А.И., Сиренко К.Ю. Компактные неоднородности свободного пространства: виртуальные границы в скалярных и векторных «открытых» начально-краевых задачах теории рассеяния несинусоидальных электромагнитных волн // Электромагнитные волны и электронные системы. 2003. Т. 8. № 11-12. С. 33-54.
  7. Сиренко К.Ю., Сиренко Ю.К. Точные «поглощающие» условия в начально-краевых задачах теории открытых волноводных резонаторов // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2005. Т. 45. № 3. С. 509-525.
  8. Сиренко К.Ю. Транспортные операторы в аксиально-симметричных задачах электродинамики несинусоидальных волн // Электромагнитные волны и электронные системы. 2006. Т. 11. № 11. С. 15-26.
  9. SirenkoY.K., Strom S., Yashina N.P.Modeling and analysis of transient processes in open resonant structures. Newmethodsandtechniques. NewYork: Springer. 2007.
  10. Кравченко В.Ф., Сиренко Ю.К., Сиренко К.Ю. Транспортные операторы и точные поглощающие условия в плоских задачах электродинамики несинусоидальных волн для компактных открытых резонаторов с волноводной питающей линией // Электромагнитные волны и электронные системы. 2009. Т. 14. № 1. С. 4 - 18.
  11. Шестопалов В.П., Сиренко Ю.К. Динамическая теория решеток. Киев: Наукова думка. 1989.
  12. Шестопалов В.П., Тучкин Ю.А., Поединчук А.Е., Сиренко Ю.К. Новые методы решения прямых и обратных задач теории дифракции. Аналитическаярегуляризациякраевыхзадачэлектродинамики. Харьков: Основа. 1997.
  13. Sauleau R., Coquet Ph., Thouroude D., Daniel J.-P., Matsui T. Radiation characteristics and performance of millimeter-wave horn-fed Gaussian beam antennas // IEEE Trans. on AP. 2003. V. 51. No. 3. P. 378-387.
  14. Sauleau R., Coquet Ph., Matsui T., Daniel J.-P. A new concept of focusing antennas using plane-parallel Fabry-Perot cavities with nonuniform mirrors // IEEE Trans. on AP. 2003. V. 51. No. 11. P. 3171-3175.
  15. Guerin N., Enoch S., Tayeb G., Sabouroux P., Vincent P., Legay H. A metallic Fabry-Perot directive antenna// IEEE Trans. on AP. 2006. V. 54. No. 1. P. 220-224.
  16. Сиренко К.Ю., Пазынин В.Л. Аксиально-симметричные излучатели импульсных и монохроматических - и -волн // Успехи современной радиоэлектроники. 2006. № 4. С. 52-69.
  17. Шестопалов В. П., Кириленко А. А., Масалов С. А., Сиренко Ю. К. Резонансное рассеяние волн. Т.1. Дифракционные решетки. Киев: Науковадумка. 1986.
  18. Sirenko Y. K., Velychko L. G., Erden F. Time-domain and frequency-domain methods combined in the study of open resonance structures of complex geometry // Progress in Electromagnetics Research. 2004. V. 44. P. 57-79.
  19. Sirenko Y.K., Velychko L. G., Shafalyuk O. S. Time-domain analysis of open resonators. Analytical grounds//Progress in Electromagnetics Research.2006.V. 61.P. 1-26.
  20. Amitay N., Galindo V., Wu C. P. Theory and Analysis of Phased Array Antennas. NewYork: Wiley & Sons. 1972.
  21. Шестопалов В. П., Литвиненко Л. Н., Масалов С. А., Сологуб В. Г. Дифракция волн на решетках. Харьков: Изд-воХарьковскогоун-та. 1973.
  22. Elertromagnetic theory of gratings / Ed. R. Petit. New York: Springer. 1980.
  23. Montoya T. P., Smith G. S. A study of pulse radiation from several broad-band monopoles // IEEE Trans. on AP. 1996. V. 44. No. 8. P. 1172-1182.
  24. Кравченко В.Ф. Лекции по теории атомарных функций и некоторым их приложениям. М.: Радиотехника. 2003.
  25. Зелкин Е.Ф., Кравченко В.Ф., Гусевский В.И. Конструктивные методы аппроксимации в теории антенн. М.: Сайнс-Пресс. 2005.
  26. Цифровая обработка сигналов и изображений в радиофизических приложениях / под ред. В.Ф. Кравченко. М.: Физматлит. 2007.
  27. Волосюк В.К., Кравченко В.Ф. Статистическая теория радиотехнических систем дистанционного зондирования и радиолокации / под ред. В.Ф.Кравченко.М.: Физматлит. 2008.