А.Н. Дементьев1, Д.С. Клюев2, Е.Э. Кривобоков3, Ю.В. Соколова4

1 МИРЭА – Российский технологический университет (Москва, Россия)

2,4 Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики (г. Самара, Россия)

3 Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (г. Королёв, Россия)

1 dementev@mirea.ru; 2 klyuevd@yandex.ru; 3 krv-evgeny@ya.ru; 4 sokolova-yu-v@yandex.ru

Постановка проблемы. Конформными антеннами называются антенны, полностью или частично повторяющие форму объекта, на котором они размещаются. Основные области применения таких антенн - авиационная и ракетная техника, а также транспортные средства. Несмотря на наличие большого числа публикаций, посвященных конформным антеннам, вопросы, связанные с формированием характеристик излучения конформных микрополосковых антенн, на сегодняшний день недостаточно исследованы. Кроме того, необходимо рассмотреть влияние размеров и геометрии излучателя и подложки на характеристики излучения.

Цель. Представить методику расчета входного сопротивления конформного цилиндрического микрополоскового рамочного излучателя (КЦМПРИ).

Результаты. Получено интегральное уравнение относительно неизвестной функции распределения плотности тока на поверхности конформного цилиндрического микрополоскового рамочного излучателя, в результате решения которого получены приближенные формулы для функции распределения плотности тока и вычисления входного сопротивления. Рассчитаны зависимости входного сопротивления КЦМПРИ от его длины, нормированной на длину волны.

Практическая значимость. Представленная методика расчета входного сопротивления КЦМПРИ позволяет эффективно определить входное сопротивление и исследовать влияние, которое оказывают на него геометрические размеры излучателя, а также размеры и электродинамические параметры подложки. Эту методику можно обобщить на излучатели, расположен-ные на подложках из других материалов, например, из киральных метаматериалов.

Дементьев А.Н., Клюев Д.С., Кривобоков Е.Э., Соколова Ю.В. Расчет входного сопротивления конформного цилиндрического микрополоскового рамочного излучателя // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 9. С. 159-168. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202409-15

1. 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.
2. Elrashidi A., Elleithy K., Bajwa H. 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. V. 2. № 2. P. 13–19. https://doi.org/10.5923/j.ijnc.20120202.03.
3. Habashy T.M., Ali S.M., Kong J.A. Input impedance and radiation pattern of cylindrical-rectangular and wraparound microstrip antennas // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1990. V. 38. № 5. P. 722–731. https://doi.org/10.1109/8.53500
4. Дайлис С., Шабунин С. Функции Грина многослойных цилиндрических структур в задачах излучения, распространения и дифракции электромагнитных волн // Ural Radio Engineering Journal. 2017. Т. 1. № 1. С. 91–119. https://doi.org/10.15826/urej.2017.1.1.005.
5. Li L.-W., Zhao T.-X., Leong M.-S., Yeo T.-S. A Spatial-domain method of moments analysis of a cylindrical-rectangular chirostrip // Progress in Electromagnetics Research. 2002. V. 35. P. 165–182. https://doi.org/10.2528/PIER01060503.
6. Svezhentsev A.Y., Kryzhanovskiy V.V. Patch shape influence upon radar cross section of a cylindrical microstrip antenna // Progress in Electromagnetics Research B. 2009. V. 15. P. 307–324. https://doi.org/10.2528/PIERB09050602.
7. Панченко Б.А., Князев С.Т., Нечаев Ю.Б., Николаев В.И., Шабунин С.Н. Электродинамический расчет характеристик полосковых антенн. М.: Радио и связь. 2002. 256 c.
8. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука. 1979. 288 с.
9. Бузов А.Л., Клюев Д.С., 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. https://doi.org/10.18469/1810-3189.2019.22.4.7-19.
10. 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. https://doi.org/10.18127/j00338486-202306-15.
11. 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.
12. Buzov A.L., Buzova M.A., Klyuev D.S., Neshcheret A.M., Sokolova Yu.V. Mathematical model of conformal radiating structures with chiral filling based on spiral elements taking into account the macroscopic parameters frequency dispersion // Lobachevskii Journal of Mathematics. 2023. V. 44. № 9. P. 4009–4015. https://doi.org/10.1134/S1995080223090068.
13. Бучнев И.Ю., Клюев Д.С., Мамошина Ю.С., Осипов О.В., Панин Д.Н. Разработка математической модели кирального метаматериала на основе цилиндрических спиральных элементов с учетом дисперсии и концентрации // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2023. Т. 26. № 2. С. 36-47. https://doi.org/10.18469/1810-3189.2023.26.2.36-47.