350 rub
Journal Antennas №11 for 2011 г.
Article in number:
Electromagnetic simulation of traveling wave spiral and helix antennas
Keywords:
integral equations
helix antenna
flat spiral antennal
radiation pattern
full-wave electromagnetic simulation
Authors:
E. Yu. Altshuler, A. N. Bushuev, M. V. Davidovich
Abstract:
The method of reducing the Poklington integrated equations for analysis of wire spiral and helix antenna to the Hallen equations is considered. The method is based on replacing of surface integral equation to the linear one concerning a current on an axis of a wire spiral conductor in approach of thin wire antennas. Boundary conditions are imposed on the similar spiral (helix) line belonging to wire surface (or by averaging on several such lines). For the account of tape conductors, it is possible to use multi-filar helixe currents with imposing of boundary conditions on helix lines between them. As the excitation the delta-sources and finite delta-shaped ones are considered. In the specified approach, the method allows one to make the strict full-wave electromagnetic analysis of the considered antennas at current approximation on full basis with the use of projective methods.
Various flat spirals and Cornu pseudo-spiral, and also rectangular spirals are considered, for which the corresponding current approximations are received. The radiation patterns (RPs) of helix are received and calculated. It is shown that for them strong RP dependence on frequency takes place. With frequency growth there are big petals of RP under small corners to longitudinal direction, and azimuthal RPs becomes strongly asymmetrical.
Pages: 14-20
References
- ЮрцевО. А., РуновА. В., КазаринА. Н. Спиральные антенны. М.: Радио и связь. 1974.
- Бененсон Л. С. Сверхширокополосные антенны. М.: Мир. 1964.
- Kilgus, C. C., Multielement fractional turn helices // IEEE Trans. V. AP-16. № 8. P. 499-500.
- Wong, J., King, H., Empirical helix antenna design // Antennas and Propagation Society International Symposium. 1982.V. 20. P. 366 - 369.
- Wang, Y. S., Chu, S. J., A Miniature Quadrifilar helix antenna for global positioning satellite reception // IEEE Trans. 2009.V. AP-57, № 12. P. 3746-3751.
-
а) б)
Рис. 3. Нормированная диаграмма направленности по мощности F(q) в зависимости от меридионального угла (град) при
j = 0 (а) и j = 90° (б) для спирали см, см, при разных частотах: , 10, 20, 40 и 60 ГГц (кривые 1, 2, 3, 4, 5)
Yu, X., Gao, M.,Simulation design of ultra-wideband helixantenna // 2008 Radar Symposium. P. 1-3.- Семенихина Д. В., Маркина Ю. И. Излучение комбинированной спирали на частоте 800 МГЦ // Излучение и рассеяние электромагнитных волн. Труды междунар. конф. ИРЭМВ 2011. Таганрог: ТТИ ЮФУ. С. 143-146.
- Колобаева Т. Е., Пензяков В. В., Финкельштейн Ю. Х. Расчет замедляющих систем методом интегрального уравнения // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. Вып. 10 (334). 1981. С. 31-35.
- Табаков Д. П.Применение теории сингулярных интегральных уравнений к электродинамическому анализу кольцевых и спиральных структур. Дисс. ... канд. физ.-мат. наук. Самара: ПГУТИ. 2009.
- Неганов В. А., Табаков Д. П. Электродинамический анализ плоских цилиндрических спиральных антенн // Доклады РАН. 2010. Сер. Физика. Т. 430. № 6. С. 751-754.
- Давидович М. В. Фотонные кристаллы: функции Грина, интегродифференциальные уравнения, результаты моделирования // Изв. вузов. Радиофизика. Т. 49. Вып. 2. С. 150-163.
- Давидович М. В.Фотонные кристаллы: функции Грина, интегродифференциальные уравнения, результаты. Саратов: Саратовский университет. 2005.
- Скобелев С. П.Фазированные антенные решетки с секториальными парциальными диаграммами направленности. М.: Физматлит. 2010.
- Марков Г. Т., Чаплин А. Ф. Возбуждение электромагнитных волн. М.: Радио и связь. 1983.
- Давидович М. В.Определение параметров эквивалентной схемы открытого конца микрополосковой линии на основе электродинамического анализа микрополоскового резонатора // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1984. Вып. 6(366). С. 28-31.
- Давидович М. В. Импедансные характеристики микрополоскового вибратора // Радиотехника. 1990. № 6. С. 68-71.
- Панченко Б. А., Нефедов Е. И. Микрополосковые антенны. М.: Сов. радио. 1986.