Исследование зависимостей антенны Вивальди с двумя радиусами кривых в программном комплексе электродинамического моделирования

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

Метод. Исследование основано на методах динамического моделирования.

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. 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.

1. C. 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.

2. TSA, или антенна Вивальди [Электронный ресурс]. 2014 г. Режим доступа: http://dl2kq.de/ant/3-90.htm. Дата обращения 13.04.2018.

3. Maaskant R., Analytical and Numerical Modeling of Currents on Vivaldi Antennas for Radio Astronomy, ASTRON Eindhoven University of Technology - 100p. 2003

4. 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.

5. 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.html

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. E.Gazit, “Improved design of the Vivaldi antenna”,IEE Proc., Vol.135, Pt.H, No.2,pp. 89-92,1988

10. S. Zhong, X. Yan, X. Liang, “UWB planar antenna technology” Front. Electr. Electron. Eng. China, 3(2): 136–144, 2008. DOI: 10.1007/s11460-008-0036-0

11. XiaoXiang 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: 10.1155/2012/218681

12. Sang-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.

13. 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.

14. 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/10.21822/2073-6185-2018-45-3-76-84

15. Асланов Т.Г., Ибрагимов С.А. Исследование топологии антенны Вивальди. Научные исследования: итоги и перспективы. 2020. Т. 1. № 4. С. 28-35.