Д.С. Клюев1, Е.Э. Кривобоков2, А.М. Нещерет3, И.В. Сушко4, В.В. Хажинов5

1 ФГБОУ ВО «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (г. Самара, Россия)

2 АО «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения» (г. Королев, Россия)

3-5 АО «Самарское инновационное предприятие радиосистем» (г. Самара, Россия)

Постановка проблемы. На сегодняшний день основной областью применения конформных антенн является военная авиационная и ракетная техника. Кроме того, они широко применяются в гражданской авиации, на военных судах и наземных транспортных средствах. Однако, несмотря на наличие большого числа публикаций, посвященных конформным антеннам и в нашей стране, и за рубежом, до сих пор недостаточно исследованы вопросы, связанные с формированием характеристик излучения конформных микрополосковых антенн, а также с влиянием габаритных размеров и геометрии излучателя на характеристики излучения.

Цель. Получить интегральные представления напряженностей электрического и магнитного полей конформных цилиндрических микрополосковых излучателей, связывающие их с распределением плотности тока на поверхности излучателей.

Результаты. Получены интегральные представления напряженностей электрического и магнитного полей конформных цилиндрических микрополосковых излучателей, связывающие их с распределением плотности тока на поверхности излучателей. Показано, что данные интегральные представления при подстановке в них соответствующих граничных условий на поверхности излучателей переходят в сингулярные (гиперсингулярные) интегральные уравнения, численное решение которых является математически корректной задачей.

Практическая значимость. Предложенная методика получения интегральных представлений позволяет эффективно проводить электродинамический анализ конформных цилиндрических микрополосковых излучающих структур, а также определять такие характеристики как распределение поля излучения в пространстве, диаграмму направленности, коэффициент направленного действия, распределение тока по излучателям, входное сопротивление, поляризационную характеристику и др.

Клюев Д.С., Кривобоков Е.Э., Нещерет А.М., Сушко И.В., Хажинов В.В. Интегральные представления полей излучения конформных цилиндрических микрополосковых излучателей // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 6. С. 115-123. DOI: https://doi.org/ 10.18127/j00338486-202306-15

1. Krowne C.M. Cylindrical rectangular microstrip antenna radiation efficiency based on cavity Q factor // IEEE Antennas Propagat. Soc. Int. Symp. Dig. 1981. P. 11-14.
2. Wu K.Y., Kaufman J.F. Radiation pattern computations for cylindrical-rectangular microrostrip antenna // IEEE Antennas Propagat. Soc. Int. Symp. Dig. 1983. P. 39-42.
3. Чабанов В.А. Технология разработки конформных антенн // Авиационные системы. Научно-техническая информация. 2007. № 6. С. 19-24.
4. Малугин К.А., Неудакин А.А., Артюх А.С. Актуальность использования конформных антенных решеток для бортовых радиотехнических систем // Инновации в авиационных комплексах и системах военного назначения // Сб. статей Всероссийской НПК. Ч. 11. Воронеж: ВАИУ. 2009. С. 122-126.
5. Ильин Е.М., Полубехин А.И., Черевко А.Г. Конформные антенные системы – перспективное направление развития бортовых РЛК для беспилотных летательных аппаратов // Вестник СибГУТИ. 2015. № 2. С. 149-155.
6. Pant R., Kala P., Pattnaik S.S., Saraswat R.C. Short-circuited quarter wavelength cylindrical-rectangular microstrip patch antenna // International journal of microwave and optical technology. 2008. V. 3. № 2. P. 110-118.
7. Ali Elrashidi, Khaled Elleithy, Hassan Bajwa. Input impedance, VSWR and return loss of a conformal microstrip printed antenna for tm01 mode using two different substrates // International Journal of Networks and Communications. 2012. № 2(2). P. 13-19.
8. Li L.-W., Zhao T.-X., M.-S. Leong, T.-S. Yeo. A Spatial-domain method of moments analysis of a cylindrical-rectangular chirostrip // Progress in electromagnetics research. 2002. V. 35. P. 165–182.
9. Svezhentsev A.Y., Kryzhanovskiy V.V. Patch shape influence upon radar cross section of a cylindrical microstrip antenna // Progress in electromagnetics research. 2009. V. 15. P. 307-324.
10. Кисель Н.Н., Грищенко С.Г., Дерачиц Д.С. Исследование низкопрофильных конформных микрополосковых антенн // Известия ЮФУ. Технические науки. 2015. № 3(164). С. 240.
11. Kin-Lu Wong. Design of nonplanar microstrip antennas and transmission lines. Chichester: John Wiley & Sons. 1999. 372 p.
12. Josefsson L., Persson P. Conformal array antenna theory and design. Piscataway, New Jersey: IEEE Press, Wiley-Interscience. 2006. 472 p.
13. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука. 1979. 288 с.
14. Дементьев А.Н., Клюев Д.С., Неганов В.А., Соколова Ю.В. Сингулярные и гиперсингулярные интегральные уравнения в теории зеркальных и полосковых антенн. М.: Радиотехника. 2015. 216 c.
15. Бузов А.Л., Курушкин М.С., Нещерет А.М., Усатенко Т.О., Кабанов В.А. Методы решения некорректных задач электродинамического анализа излучающих структур на основе киральных метаматериалов // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2019. Т. 22. № 4-1. С. 7-19.
16. Бузова М.А., Клюев Д.С., Минкин М.А., Нещерет А.М. Метод расчета распределения тока полосковой излучающей структуры с киральной подложкой на основе аппарата интегральных гиперсингулярных уравнений // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 6(11). С. 38-45. DOI: 10.18127/j00338486-202006(11)-06.
17. Дементьев А.Н., Курушкин М.С., Нещерет А.М., Шатров С.А. Новый метод расчета полей излучения конформных цилиндрических полосковых излучателей // Антенны. 2019. Вып. 7(261). С. 28-35. DOI: 10.18127/j03209601-201907-03.
18. Дементьев А.Н., Клюев Д.С., Шатров С.А. Расчет входного сопротивления полосковой рамочной антенны, расположенной на диэлектрическом цилиндре // Радиотехника и электроника. 2017. Т. 62. № 5. С. 470-475.