350 руб
Журнал «Радиотехника» №1 за 2013 г.
Статья в номере:
Приближенные алгоритмы синтеза антенн и проблемы миниатюризации
Ключевые слова: эволюционные алгоритмы ортогональные таблицы нейросети методы оптимизации антенна малых электрических размеров метаматериалы высокотемпературные сверхпроводники фундаментальные пределы для составных антенн сверхширокополосные излучатели способы возбуждения
Авторы:
К.В.Козлов - начальник лаборатории, ОАО «Концерн «Вега» В.Ф. Лось - к.ф.-м.н., вед. науч. сотрудник, ОАО «Концерн «Вега» И.О. Порохов - к.т.н., начальник сектора, ФГУП «ЦНИРТИ им. академика А.И. Берга» А.Н. Шаманов - начальник отдела, ОАО «МНИИС»
Аннотация:
Рассмотрены приобретшие популярность за последнее десятилетие приближённые эволюционные и нейросетевые методы поиска глобального оптимума в задачах синтеза многопараметрических антенн. Приведены примеры синтеза микрополосковых антенн. Рассмотрены перспективы уменьшения электрических размеров антенн и улучшения их характеристик излучения с использованием новых искусственных материалов, высокотемпературных сверхпроводников и достижений наноэлектроники. Обсуждён дискутируемый вопрос о связи размеров антенн с их добротностью, эффективностью излучения и способом возбуждения. Приведены примеры сверхширокополосных вибраторов с оригинальными схемами возбуждения.
Страницы: 105-116
Список источников
  1. Курочкин А.П. Научная школа Пистолькорса-Бахраха//Антенны. 2004. Вып. 8-9 (87-88). С. 14 - 22.
  2. Balanis C.A.Modern antenna handbook. Chapter 32. Haupt R.L. Genetic algorithms for antennas. John Wiley & Sons. 2008. 1680 p.
  3. Villegas F.J., Cwik T., Rahmat-Samii Y. Manteghi M. A parallel e/m genetic-algorithm optimization (EGO) application for patch antenna design// IEEE Trans. on AP. 2004. V. 52, №9. Р. 2424 - 2434.
  4. Hoorfar A. Evolutionary programming in electromagnetic optimization: a review// IEEE Trans. on AP. 2007. V.55. №.3. P. 523 - 537.
  5. Perez J.R., Basterrechea J. Comparison of different heuristic optimization methods for near-field antenna measurements// IEEE Trans. on AP. 2007. V.55. №3. Р. 549 - 555.
  6. Гладков Л.А., Курейчик В.В., Курейчик В.М. Генетические алгоритмы. М.: Физматлит. 2010. 360 с.
  7. Singh U., Rumar H., Kamal T.S. Design of Yagi-Uda antenna using biogeography based optimization//IEEE Trans. on AP. 2010. V. 58. №10. P. 3375 - 3379.
  8. Datta T, Misra I. S. AComparative Study of Optimization Techniques in Adaptive Antenna Array Processing: The Bacteria-Foraging Algorithm and Particle-Swarm Optimization// IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2009. V. 51. №6.Nov-Dec. P. 69 - 81.
  9. Robinson, J. And Rahmat-Samii, Y. Particle sworm optimization in electromagnetics// - IEEE Trans. on AP. 2004. V. 52. №2. P. 397 - 407.
  10. 10 Козлов К.В., Лось В.Ф.Эффективный алгоритм оптимизации многопараметрических задач - метод роя пчёл// Антенны. 2005. Вып. 4(95).С.18 - 21.
  11. Yang W.-C. F., Elsherbeni A. Electromagnetics and antenna optimization using Taguchi's method. Synthesis lectures on computational electromagnetics #18. Morgan & Claypool publishers. 2007.
  12. Лось В. Ф., Порохов И. О. Оптимизация геометрических параметров антенн с использованием модифицированного метода Тэгучи // Антенны. 2010. Вып. 1(152).С.38 - 44.
  13. Balanis C.A.Modern antenna handbook. Chapter 33. Christodolou C.G., Patnaik A. Neural networks for antennas. John Wiley & Sons. 2008. 1680 р.
  14. Patnaik A., Anagnostou D., Christodoulou C.G., Lyke J.C. Neurocomputational analysis of a multiband reconfigurable planar antenna// IEEE Trans. on AP. 2005. V. 53. №11. P. 3453 - 3457.
  15. Галушкин А.И., Козлов К.В., Лось В.Ф. и др. Нейросетевой синтез микрополосковой антенны, возбуждаемой коаксиальным зондом// Антенны. 2007. Вып. 9 (124). С. 35 - 40.
  16. Wu T.T., King R.W.P.The cilindrical antenna with nonreflecting resistive loading // IEEE Trans. on AP. 1965. V. 13. № 4. P. 369 - 373.
  17. Слюсар В. И. Наноантенны: подходы и перспективы // Электроника НТБ. 2009. №2. C.58 - 65.
  18. Burke P.J.An RF circuit model for carbon nanotubes //IEEE Trans. on Nanotechnology. 2003. V.2, no.1. P.55 - 58.
  19. Hanson G.W.Fundamental transmitting properties of carbon nanotubes antennas // IEEE Trans. on AP 2005. V. 53, №11. P. 3426 - 3435.
  20. Huang K.-C., Edwards D.J. Millimetre wave antennas for gigabit wireless communication. John Wiley & Sons. 2008. P. 275.
  21. Быстров Р.П., Гуляев Ю.В. и др. Микро - и наноэлектроника применительно к системам радиолокации и радиосвязи // Успехи современной радиоэлектроники. 2010. №9. С. 11 - 50.
  22. Бахрах Л.Д., Зайцев Д.Ф., Сигов А.С. Новые аспекты применения нанотехнологии в аппаратуре АФАР: нано-фотоника и опто-MEMS // Антенны. 2009. Вып. 6 (145). С. 84 - 95.
  23. Фрадин А.З. К вопросу о точечном излучателе // Журнал технической физики. 1939. Т.9. Вып. 13. С. 1161 - 1174.
  24. Chaloupka H., Klein N., Peiniger M. et al.Miniaturized HTS microstrip patch antenna //IEEE Trans. on Microwave Theory and Technique. 1991. V. 39. №9. P. 1513 - 1521.
  25. Гусева Л. Высокотемпературные сверхпроводники. Перспективы использования в СВЧ-компонентах // Электроника НТБ. 1999. №2. С.21 - 30.
  26. Vendik O.G., Vendik I.B., Kholodniak D.V. Applications of High-Temperature Superconductors in Microwave Integrated Circuits //Materials Physica and Mechanics Journal. 2000. V.2 (1). P. 15 - 24.
  27. Черпак Н.Т. ,Величко А.В. Высокотемпературные сверхпроводники в микроволновой технике // Успехи современной радиоэлектроники. 2000. №4. С. 3 - 47.
  28. Емельянов В.Ю. Микроэлектронные СВЧ-компоненты на основе высокотемпературных сверхпроводников // Компоненты и технологии. 2001. № 6 и 7. C. 65 - 79.
  29. Костюченко С.А., Коцаренко В.А. Методы и устройства охлаждения в криоэлектронике// Зарубежная радиоэлектроника. 1994. №7/8. С.3 - 10.
  30. Гавва Д.С., Крикун Е.В., Лучанинов А.И. Современное состояние техники электродинамических устройств с нелинейными характеристиками поверхностного импеданса //Проблемы телекоммуникаций. 2011. Вып. 1(3). С. 61 -81.
  31. Митрохин В.Н. Электродинамические свойства метаматериала. Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана 2007.
  32. Гуляев Ю.В., Лагарьков А.Н., Никитов С.А. Метаматериалы: фундаментальные исследования и перспективы применения //Вестник Российской Академии Наук. 2008. Т.78. №5.С. 438 - 457.
  33. Братчиков А.Н. СВЧ-устройства, излучатели и ФАР на основе новых метаматериалов и структур// Антенны. 2009. Вып.1(140). С.3 - 72.
  34. Панченко Б.А. Метаматериалы и сверхнаправленность антенн// Радиотехника и электроника. 2009. Т. 54. №3. С.302-307.
  35. Слюсар В.И. Метаматериалы в антенной технике: история и основные принципы. Электроника: НТБ. 2009. №7. С 10- 19.
  36. Панченко Б.А., Гизатуллин М.Г. Нано-антенны. М.: Радиотехника. 2011. С. 215.
  37. Шорохова Е.А., Манахова М.С. Антенны и излучающие структуры СВЧ-диапазона в искусственных композитных средах: история создания, основные тенденции и перспективы развития// Антенны (в печати).
  38. Слюсар В.И. 60 лет теории электрически малых антенн. Некоторые итоги// Электроника: НТБ. 2006. №7. С. 10- 19.
  39. Grimes D.M., Grimes C.A. Minimum Q of electrically small antennas: a critical review// Microwave and Optical Technology Letters. 2001. V.28ю №3. P. 172 - 177.
  40. Grimes D.M., Grimes C.A. Power in modal radiation fields: limits of the complex Poynting theorem and the potential for electrically small antennas// Journal of Electromagnetic Waves and Application. 1997. V.11. P. 1721 - 1747.
  41. Grimes D.M., Grimes C.A. Radiation Q of dipole-generated fields// Radio Science. 1999. V.34. P. 281 - 296.
  42. Collin R.E. Minimum Q of small antennas// Journal of Electromagnetic Waves and Application. 1998. V.12. P. 1369 - 1393.
  43. Hansen R.C. Electrically small, superdirective, and superconducting antennas. John Wiley & Sons. 2006.
  44. Orsi R. Dockon's CPLTM Technology: Microstrip compound antennas for commercial use// 2010. http://www.dockon.com/.
  45. Шаманов А.Н. Способ увеличения полосы частот диполя-частотно-независимый диполь// Антенны. 2001. Вып. 1(47). С. 54 - 60.
  46. Бахрах Л.Д., Лось В.Ф., Шаманов А.Н. Сверхширокополосная дипольная антенна// Радиофизика и радиоастрономия. 2002. Т.7. №4. С. 368 - 371.
  47. Schantz H. The Art and Science of ultrawideband antennas. Artech House. 2005. P. 331.
  48. Chen Z.N., Chia M.Y.W. Broadband Planar antennas. JohnWiley & Sons, 2006. P. 243.
  49. Болов Р.Б., Кондратьева А.П., Курочкин А.П., Лось В.Ф., Привалова Т.Ю., Юханов Ю.В. Сверхширокополосные излучатели для сканирующей видеоимпульсной антенной решётки// Антенны. 2010. Вып. 2(153). С. 25 - 30.