Исследование зависимостей антенны Вивальди с резонатором в программном комплексе электродинамического моделирования

Цель. Целью исследования является оптимизация компьютерной модели антенны Вивальди с токопроводящими пластинами на одной стороне с резонатором.

Метод. Исследование основано на методах электродинамического моделирования.

Результат. Проведен сравнительный анализ двух типов антенн Вивальди зависимости ширины диаграммы направленности в двух плоскостях θ = 90⁰ (плоскость раскрыва антенны) и φ = 0⁰ (плоскость перпендикулярная плоскости раскрыва антенны) и коэффициента стоячей волны от радиуса кривой токопроводящих пластин в виде лепестков и величин раскрыва. Исследование проводится в частотном диапазоне от 3 до 24 ГГц. Определено влияние формы, размеров и положения резонатора на значение КСВ и ширину диаграммы направленности антенны. Проведен сравнительный анализ значениий КСВ для разных форм и размеров резонатора. Выявлены основные параметры резонатора, которые влияют на характеристики антенны.

Вывод. Электродинамическое моделирование позволяет получить антенну Вивальди с необходимой шириной диаграммы направленности с улучшенным коэффициентом стоячей волны.

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 излучения 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. Исследование топологии антенны Вивальди с зеркальным расположением лепестков / Т. Г. Асланов, С. А. Ибрагимов // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2018. – Т. 45, № 3. – С. 76-84. DOI 10.21822/2073-6185-2018-45-3-76-84.

15. Ибрагимов, С. А. Исследование топологии антенны Вивальди / С. А. Ибрагимов // Компьютерные технологии и моделирование в науке, технике, экономике, образовании и управлении: тенденции и развитие: Материалы международной научно-технической конференции, Махачкала, 16–18 октября 2019 года. – Махачкала: Дагестанский государственный технический университет, 2019. – С. 292-295.

16. Асланов, Т. Г. Исследование топологии антенны Вивальди / Т. Г. Асланов, С. А. Ибрагимов // Научные исследования: итоги и перспективы. – 2020. – Т. 1, № 4. – С. 28-35. – DOI 10.21822/2713-220X-2020-1-4-28-35.

17. Асланов, Т. Г. Исследование зависимости ширины диаграммы направленности от основных параметров топологии антенны с расширяющейся щелью / Т. Г. Асланов, С. А. Ибрагимов // Использование цифровых образовательных платформ в образовательном процессе : Сборник научных трудов Международной научно-практической конференции, VI Всероссийской научно-практической конференции, Махачкала, 25 июня 2021 года. – Махачкала: Типография "Rizo press" (РИЗО ПРЕСС ИП Гаджиев С.С.), 2021. – С. 5-12.

18. Ибрагимов, С. А. Формирование топологии антенны Вивальди с применением искусственной нейронной сети / С. А. Ибрагимов // Неделя науки - 2021 : Сборник материалов 42 итоговой научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ, Махачкала, 17–22 мая 2021 года. – Махачкала: Типография ФОРМАТ, 2021. – С. 83-85.

19. Ибрагимов, С. А. Исследование зависимостей антенны Вивальди с двумя радиусами кривых в программном комплексе электродинамического моделирования / С. А. Ибрагимов // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. – 2022. – Т. 49, № 1. – С. 49-58. – DOI 10.21822/2073-6185-2022-49-1-49-58.

20. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2022620747 Российская Федерация. База данных автоматизации разработки топологии антенны Вивальди с экспоненциальной кривой по данным ширины диаграммы направленности и параметрам ее топологии: № 2022620623: заявл. 29.03.2022: опубл. 05.04.2022 / С. А. Ибрагимов, Т. Г. Асланов; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Дагестанский государственный технический университет».