vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2022-49-1-49-58vdgtu-1039Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИINFORMATION TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATIONSИсследование зависимостей антенны Вивальди с двумя радиусами кривых в программном комплексе электродинамического моделированияInvestigation of the dependences of the Vivaldi antenna with two curve radii in the electrodynamic modeling software packageИбрагимовС. А.IbragimovS. A.

Ибрагимов Султансаид Абдуллагаджиевич, аспирант, кафедра программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем

367026, г. Махачкала, пр. И.Шамиля,70

Syltansaid A. Ibragimov, Postgraduate student, Department of Software for Computer Engineering and Automated Systems

70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026

sult_992@mail.ruДагестанский государственный технический университетРоссияDaghestan State Technical UniversityRussian Federation2022200520224914958Copyright © Ибрагимов С.А., 20222022Ибрагимов С.А.Ibragimov S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/1039Цель

Цель. Целью исследования является построение и оптимизация компьютерной модели антенны с помощью программных комплексов электродинамического моделирования.

Метод

Метод. Исследование основано на методах динамического моделирования.

Результат

Результат. В работе получены зависимости ширины диаграммы направленности от кривой антенны Вивальди с зеркальным расположением лепестков. Построены графики зависимости радиусов кривых лепестков и величин раскрыва от ширины диаграммы направленности в двух плоскостях для частот 3 и 24 ГГц. Построены графики зависимости радиуса кривой, раскрыва антенны и нижней высоты антенны от максимального значения ширины диаграммы направленности для частоты 24 ГГц и минимального значения ширины диаграммы направленности для частоты 3 ГГц. Проведена аппроксимация полученных зависимостей для двух плоскостей θ = 900 (плоскость раскрыва антенны) и φ = 0 0 (плоскость перпендикулярная плоскости раскрыва антенны). Путем регрессионного анализа получены аналитические описания и графики зависимостей максимальной ширины диаграммы направленности для 24 ГГц и минимальной ширины диаграммы направленности для 3 ГГц, от радиусов кривых, раскрыва и высоты расположения нижней кривой лепестка антенны.

Вывод

Вывод. Полученная математическая модель дает возможность получить значения радиуса кривой, раскрыва и нижней высоты лепестков антенны для различных частот, в итоге, построить антенну Вивальди с нужной топологией.

 

 

Objective

Objective. The aim of the study is to build and optimize a computer model of the antenna using software packages for electrodynamic modeling.

Method

Method. The study is based on dynamic modeling methods.

Result

Result. In this paper, the dependences of the width of the radiation pattern on the curved Vivaldi antenna with a mirror arrangement of the petals are obtained. Graphs of the dependence of the radii of curved petals and aperture values on the width of the radiation pattern in two planes for frequencies of 3 and 24 GHz are plotted. Curve radius, antenna aperture and lower antenna height are plotted as functions of the maximum beamwidth for 24 GHz and the minimum beamwidth for 3 GHz. The obtained dependencies were approximated for two planes θ = 900 (antenna aperture plane) and φ = 00 (plane perpendicular to the antenna aperture plane). By means of regression analy sis, analytical descriptions and graphs of dependences of the maximum beamwidth for 24 GHz and the minimum beamwidth for 3 GHz, on the radii of the curves, aperture and the height of the lower curve of the antenna lobe were obtained.

Conclusion

Conclusion. The resulting mathematical model makes it possible to obtain the values of the radius of the curve, the opening and the lower height of the antenna lobes for different frequencies, as a result, to build a Vivaldi antenna with the desired topology.

антенна Вивальдирадиус кривойлепестокаппроксимацияматематическая модельуравнениедиаграмма направленностиVivaldi antennacurvaturepetalapproximationmathematical modelequationradiation patternReferencesC. Fairclough. Анализ конструкции антенны Вивальди [Электронный ресурс].2015 г. Режим доступа: https://www.comsol.ru/blogs/vivaldi-antenna-design-analysis/. Дата обращения 11.04.2018.C. Fairclough. Analysis of the design of the antenna Vivaldi [Electronic resource]. 2015 Access mode: https://www.comsol.ru/blogs/vivaldi-antenna-design-analysis/. Date of circulation 04/11/2018.TSA, или антенна Вивальди [Электронный ресурс]. 2014 г. Режим доступа: http://dl2kq.de/ant/3-90.htm. Дата обращения 13.04.2018.TSA, or Vivaldi's antenna [Electronic resource]. 2014 г. Access mode: http://dl2kq.de/ant/3-90.htm. Date of circulation 04/13/2018.Maaskant R., Analytical and Numerical Modeling of Currents on Vivaldi Antennas for Radio Astronomy, ASTRON Eindhoven University of Technology - 100p. 2003T. G. Aslanov and A. N. Zhukov, "Choice of geometry of directional lobes of Vivaldi, depending on the base width of the radiation pattern and a frequency band," 2013 IX Internatioal Conference on Antenna Theory and Techniques, Odessa, 2013, pp. 352-354, doi: 10.1109/ICATT.2013.6650775.Чернышев С.Л., Виленский А.Р., Сю С., Люй С., Лю Ю. Разработка и исследование модифицированной антенны Вивальди в составе плоской широкополосной антенной решётки Х-диапазона [Электронный ресурс]. 2011 г. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/247762.html. Дата обращения 03.04.2018.Chernyshev S.L., Vilensky A.R., Syu S., Liu S., Liu Yu. Development and investigation of the modified Vivaldi antenna in the flat broadband X-band antenna array [Electronic resource]. 2011 Access mode: http://technomag.edu.ru/doc/247762.html. Date of circulation 04/03/2018. (In Russ)Виленский А.Р. Метод анализа пространственно-временных характеристик ищзлучения печатных щелевых антенн бегущей волны // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. Журн. 2014.№ 5. С. 139-154. Режим доступа: http://technomag.bmstu.ru/doc/710740.htmlVilensky A.R. A method for analyzing the space-time characteristics of propagation of printed slit antennas of a traveling wave. [Nauka i obrazovaniye] Science and Education. MSTU them. N.E. Bauman. Electron. Jour. 2014; 5:139-154. Access mode: http://technomag.bmstu.ru/doc/710740.html (In Russ)T. G. Aslanov and A. N. Zhukov, "Choice of geometry of directional lobes of Vivaldi, depending on the base width of the radiation pattern and a frequency band," 2013 IX Internatioal Conference on Antenna Theory and Techniques, Odessa, 2013, pp. 352- 354, doi: 10.1109/ICATT.2013.6650775.Maaskant R., Analytical and Numerical Modeling of Currents on Vivaldi Antennas for Radio Astronomy, ASTRON Eindhoven University of Technology. 2003; 100.А. Mehdipour, K. Mohammadpour-Aghdam and R. Faraji-Dana, “Сomplete dispersion analysis of vivaldi antenna for ultra wideband applications” Progress In Electromagnetics Research, PIER 77, 85–96, 2007.A. Mehdipour, K. Mohammadpour-Aghdam and R. Faraji-Dana, "Comprehensive dispersion analysis of vivaldi antennas for ultra wideband applications". Progress in Electromagnetics Research, PIER 77, 2007; 85-96.S. Lin, S. Yang, A. E. Fath, “Development of a novel uwb vivaldi antenna array using siw technology” Progress In Electromagnetics Research, PIER 90, 369–384, 2009.S. Lin, S. Yang, A. E. Fath, "Development of a novel uwb vivaldi antenna array using siw technology". Progress in Electromagnetics Research, PIER 90, 2009: 369-384.E.Gazit, “Improved design of the Vivaldi antenna”,IEE Proc., Vol.135, Pt.H, No.2,pp. 89-92,1988E.Gazit, "Improved design of the Vivaldi antenna", IEE Proc., 1988; 135 (2): 89-92.S. Zhong, X. Yan, X. Liang, “UWB planar antenna technology” Front. Electr. Electron. Eng. China, 3(2): 136–144, 2008. DOI: 10.1007/s11460-008-0036-0S. Zhong, X. Yan, X. Liang, "UWB planar antenna technology" Front. Electr. Electron. Eng. China, 3 (2): 136-144, 2008. DOI: 10.1007/s11460-008-0036-0XiaoXiang He, Teng Chen, and XinWang, “A Novel Low RCS DesignMethod for X-Band Vivaldi Antenna” Front. Electr. Hindawi Publishing Corporation International Journal of Antennas and Propagation Volume, Article ID 218681, 6 pages, 2012. DOI: 10.1155/2012/218681XiaoXiang He, Teng Chen, and XinWang, "A Novel Low RCS DesignMethod for X-Band Vivaldi Antenna" Front. Electr. Hindawi Publishing Corporation International Journal of Antennas and Propagation Volume, Article ID 218681, 6 pages, 2012. DOI: 10.1155/2012/218681Sang-Gyu Kim, Kai Chang, “A low cross-polarized antipodal Vivaldi antenna array for wideband operation,” Antennas and Propagation Society International Symposium, Volume 3, June 2004, pp. 2269-2272.Sang-Gyu Kim, Kai Chang, "A low cross-polarized antipodal Vivaldi antenna array for wideband operation," Antennas and Propagation Society International Symposium, 2004; 3(June): 2269-2272.N. Hamzah, K.A. Othman “Designing Vivaldi Antenna with Various Sizes using CST Software” Proceedings of the World Congress on Engineering 2011 Vol II WCE 2011, July 6 - 8, 2011, London, U.K.N. Hamzah, K.A. Othman "Designing Vivaldi Antenna with Various Sizes using CST Software" Proceedings of the World Congress on Engineering 2011 Vol II WCE 2011;July 6 - 8, 2011, London, U.K.Асланов Т.Г., Ибрагимов С.А. Исследование топологии антенны вивальди с зеркальным расположением лепестков. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2018;45(3):76-84. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2018-45-3-76-84Aslanov T.G., Ibragimov S.A. Study of the topology of the Vivaldi antenna with a mirror arrangement of the petals. [Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki] Herald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences. 2018;45(3):76-84. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2018-45-3-76-84 (In Russ)Асланов Т.Г., Ибрагимов С.А. Исследование топологии антенны Вивальди. Научные исследования: итоги и перспективы. 2020. Т. 1. № 4. С. 28-35.Aslanov T.G., Ibragimov S.A. Investigation of Vivaldi antenna topology. [Nauchnyye issledovaniya: itogi i perspektivy] Scientific researches: results and prospects. 2020; 1(4): 28-35. (In Russ)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.