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. Конформные антенны полностью или частично повторяют форму объекта, на котором они уста-новлены. В основном такие антенны применяются в авиации, ракетостроении и на транспортных средствах. Несмотря на значительное число публикаций, посвященных изучению конформных антенн как в нашей стране, так и за рубежом, мало-изученными остаются вопросы, касающиеся формирования характеристик излучения конформных микрополосковых антенн, а также влияния размеров и формы излучателя и подложки на эти характеристики.

Цель. Предложить методику расчета входного сопротивления конформного цилиндрического микрополоскового вибраторного излучателя (КЦМПВИ).

Результаты. Задача о распределении плотности тока на поверхности КЦМПВИ сведена к одномерному интегральному уравнению (ИУ). В ядре полученного ИУ в явном виде выделена особенность типа Коши. Показано, что данное ИУ является сингулярным и предложен метод его решения. Описана методика расчета входного сопротивления КЦМПВИ, основанная на решении полученного сингулярного ИУ. Получены зависимости активной и реактивной составляющих входного сопротив-ления от длины излучателя, нормированной на длину волны.

Практическая значимость. Предложенная методика расчета входного сопротивления КЦМПВИ позволяет эффективно вычислять входное сопротивление и анализировать влияние геометрических размеров излучателя, а также размеров и электродинамических свойств подложки. Данную методику можно адаптировать для излучателей, размещенных на подложках из различных материалов, включая киральные метаматериалы.

Дементьев А.Н., Клюев Д.С., Кривобоков Е.Э., Соколова Ю.В. Расчет входного сопротивления конформного цилиндрического микрополоскового вибраторного излучателя // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 9. С. 168-177. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202409-16

1. Mona Boada D.F., Nascimento D.C. Including the Effects of Curvature in the Cavity Model and New Manufacturing Considerations for Cylindrical Microstrip Antennas // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2018. V. 17. № 12. P. 2419–2423. https://doi.org/10.1109/LAWP.2018.2877037.
2. Lech R., Marynowski W., Kusiek A., Mazur J. An Analysis of Probe-Fed Rectangular Patch Antennas with Multilayer and Multipatch Configurations on Cylindrical Surfaces // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2014. V. 62. № 6. P. 2935–2945. https://doi.org/10.1109/TAP.2014.2313137.
3. Mona Boada D.F., Nascimento D.C. Synthesis of Circularly Polarized Cylindrical Microstrip Antennas // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2022. V. 70. № 11. P. 10123–10131. https://doi.org/10.1109/TAP.2022.3188341.
4. Heckler M.V.T., Dreher A. Analysis of Conformal Microstrip Antennas with the Discrete Mode Matching Method // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2011. V. 59. № 3. P. 784–792. https://doi.org/10.1109/TAP.2010.2103014.
5. Svezhentsev A.Ye., Soh P.J., Yan S., Vandenbosch G.A.E. Green’s Functions for Probe-Fed Arbitrary-Shaped Cylindrical Microstrip Antennas // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2015. V. 63. № 3. P. 993–1003. https://doi.org/10.1109/TAP.2015.2389794.
6. Lech R. Calculation of Resonance in Planar and Cylindrical Microstrip Structures Using a Hybrid Technique // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2018. V. 66. № 1. P. 497–500. https://doi.org/10.1109/TAP.2017.2768578.
7. Pradhan S., Gupta B. High-Gain Dual-Mode Cylindrical Rectangular Patch Antenna for Airborne Applications // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2022. V. 58. № 5. P. 4168–4179. https://doi.org/10.1109/TAES.2022.3161611.
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. Панченко Б.А., Князев С.Т., Нечаев Ю.Б., Николаев В.И., Шабунин С.Н. Электродинамический расчёт характеристик полосковых антенн. М.: Радио и связь. 2002. 256 c.
12. 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.
13. Мусхелишвили Н.И. Сингулярные интегральные уравнения. М.: Наука. 1986. 512 с.
14. Гахов Ф.Д. Краевые задачи. М.: Наука. 1977. 640 с.
15. 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.
16. 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.