Rothman-objektiv

"Radio Engineering Publishing House":
vitenskapelig og teknisk litteratur.
Bøker, magasiner til forlagene IPRZHR, RS-PRESS, SAYNS-PRESS

Tlf.: +7 (495) 625-9241

Ikke-lineær verden / №5 - 2014

V.V. Surikov - kandidat til fysiske og matematiske fag, kunst. vitenskapelig. ansatt, NPF "Vector-N7", JSC "Research Institute" Vector "(St. Petersburg). E-post: [email protected], syrikov.vv @ gmail.com A.M. Tyurnin - Ch. spesialist i 2. kategori, NIO-5, OJSC NII Vektor (St. Petersburg). E-post: [email protected], [email protected] N.A. Pavlov - ledet. elektronisk ingeniør, OJSC "Research Institute" Vector "(St. Petersburg). E-post: [email protected], [email protected]

  1. Rotman W. og Turner R. Vidvinkel-mikrobølgeobjektiv for linjekildeprogrammer // IEEE-transaksjoner på antenner og forplantning. V. 11.P. 623-632. 1963.
  2. Mikrobølgeobjektivdesign: Optimalisering, raske simuleringsalgoritmer og 360-graders skanningsteknikker. Junwei Dong. Doktor i filosofi i elektroteknisk avhandling. Falls Church. VA. 11. september 2009.
  3. IEEE-transaksjoner. V. 53. nei. 3. mars 2005.
  4. 02 As. B.-O. 1990. PILOTEN. En stille sjøteknisk radar // Fortsettelse av Radarcon 90. Adelaide. 1990. s. 165−71. Publisert av DSTO.
  5. Stephen E. Lipsky mikrobølgeovn passiv retning. Scitech 2004.
  6. R & SFSP datablad.
  7. Ponomarev L.I., Vechtomov V.A., Miloserdov A.S. Multibeam antenne array for satellittkommunikasjonssystemer // Antenner. 2012. Nr. 5. s. 52−65.

multibeam-mottaksantenne

Oppfinnelsen angår kombinert design av mikrobølge-antenner, spesielt antenner med flere stråler som bruker kvasi-optiske linser og aktive antenneelementer. Antennen inneholder en seriekoblet aktiv lineær antennegruppe og et kvasi-optisk objektiv utstyrt med mottak og overføring av mikrobølgebølgeledere, og en generator av et mottaksdiagram for summert forskjell med flere lober. Generatoren inneholder en blokk med i-fase-antifasebroer koblet med fase-og antifase-innganger med de tilsvarende utgangene fra tilstøtende par sendende mikrobølgebølgeledere, hvis innganger er jevnt fordelt på den konvekse overflaten til den kvasi-optiske linse. Mottakende og overførende mikrobølgebølgeledere av den kvasi-optiske linsen er laget av henholdsvis lik lengde for forbindelse med de aktive elementene i den lineære antennegruppen og med i-fase-antifasebroene til den første av sumdifferensmottakende antennediagrammer. Det tekniske resultatet er å øke vinkeloppløsningen. 3 C. f.-krystaller, 4 silt.

Tegninger til RF-patentet 2424607

Oppfinnelsen angår kombinert design av mikrobølge-antenner, spesifikt til multistrålende mottaksantenner ved bruk av kvasi-optiske linser og aktive antenneelementer.

Kjente antenner som mottar flere stråler (P. Simon, "Analyse og syntese av Rotman-linser." 22. AIAA International Communication Satellite Systems Conference (ICSSC). 9-12 mai 2004, Monterey, California, USA; US 6982676, IPC: H01Q 19/06, 2004) basert på bruk av kvasi-optiske linser og aktive antenneelementer.

Det nærmeste som er kjent for sitt formål og tekniske essens til den påkrevde tekniske løsningen, er en multistrålende mottaksantenne (US 6982676, IPC: H01Q 19/06, 2004), som inneholder en seriekoblet aktiv lineær antennegruppe og en kvasi-optisk linse utstyrt med mottak og overføring av mikrobølgebølgeledere.

I dette tilfellet er den kvasi-optiske linse laget i form av en plan-konveks Rothman-linse, de mottagende mikrobølgebølguidene til den kvasi-optiske linse, og forbinder sine innganger med de aktive elementene i den lineære antennegruppen, så vel som dens overførende mikrobølgebølgeleder, som forbinder linsens utganger med de tilsvarende mottakskanaler på radaren, er laget av forskjellige lengder og er installert henholdsvis fra motsatte konvekse sider og i samme plan med linsen.

Ulempen med den kjente flerstrålemottaksradarantennen er den utilstrekkelige oppløsningen av luftobjekter i vinkelkoordinater, assosiert med den lille brattheten i den sentrale delen av hver vinkellobe i flerstrålens antennemønster.

Foreliggende oppfinnelse er basert på oppgaven med å øke vinkeloppløsningen til en flerstrålende antenne for å forbedre nøyaktigheten ved måling av vinkelkoordinatene til luftobjekter.

Det tekniske resultatet som gir en løsning på det spesifiserte tekniske problemet, er prosessering i fase-antifase-signal.

Oppnåelsen av det påståtte tekniske resultatet og, som en konsekvens, løsningen av det tekniske problemet som stilles, er sikret ved det faktum at en flerstrålende mottaksantenne som inneholder en seriekoblet aktiv lineær antennegruppe og en kvasi-optisk linse utstyrt med mottak og overføring av mikrobølgebølgeledere, i samsvar med oppfinnelsen, den i tillegg inneholder en multilobbel totalforskjell et mottaksdiagram som inneholder en blokk med i-fase-antifasebroer forbundet i fase- og antifaseinnganger med de tilsvarende utgangene fra tilstøtende par sendende mikrobølgebølgeledere, hvis innganger er jevnt fordelt på den konvekse utgangsoverflaten til den kvasi-optiske linse, og de mottakende og overførende mikrobølgebølgelederne til den kvasi-optiske linse er laget av henholdsvis for tilkobling med aktive elementer i en lineær antennegruppe og med i-fase-antifase-broer av generatoren til sumdifferensmottakende antennediagrammer.

I dette tilfellet er hver fase-antifasebro laget i form av en dobbel bølgeleder T-bro, på bølgelederutgangene som koaksialbølgelederoverganger er installert, og brohulrommet er fylt med fluoroplast, den kvasi-optiske linse er laget i form av en Klimov-linse, en Rotman-linse, en Luneberg-linse, en Ghent og mikrobølgebølgeledere av en kvasi-optisk linse - i form av koaksiale og / eller mikrobølgelinjer av stripetypen.

Innføring i antennen av en form for et multilobbel mottakende retningsmønster som er montert ved utgangen fra den kvasi-optiske linse og inneholder en blokk med i-fase-faseforbruer koblet via fase-og antifase-innganger til de tilsvarende utgangene til tilstøtende par transmitterende mikrobølgebølgeledere, hvis innganger er jevnt fordelt på den konveksiske utgangs-overflaten linser, lar deg kombinere de totale og forskjellig retningsmønstre for tilstøtende vinkellobber i den vanlige vinkelretningen, øke den totale signaleffekten i mottagningskanalen i fase og samtidig øke skråningen til den diskriminerende egenskapen i den antifase mottakskanalen, noe som gir en økning i vinkeloppløsningen til mottaksantennen og som en konsekvens en kraftig økning nøyaktigheten av å måle vinkelkoordinatene til luftobjekter. Implementering av mottakende og overførende mikrobølgebølgeledere av henholdsvis en kvasi-optisk linse med samme lengde for forbindelse med de aktive elementene i den lineære antennegruppen og med fase-antifasebroene til de førstnevnte av sumdifferensmottakende antennediagrammer gjør det mulig å redusere fasefeilene forbundet med forsinkelsen av signalene i mikrobølgeovnbølgelederne og derved, ytterligere forbedre nøyaktigheten ved måling av vinkelkoordinatene til luftobjekter.

Figur 1 viser et funksjonsdiagram av en antenne med flere bjelker som mottar radar, figur 2 - utformingen av en kvasi-optisk linse fra Klimov, figur 3 er en utforming av en fase-antifase-bro, figur 4 er et fasefasefaseret retningsmønster av en multistrålende mottaksantenne.

Den multistråle mottakende antennen (fig. 1) inneholder en seriekoblet aktiv lineær antennegruppe 1, en kvasi-optisk linse 2 og en forme 3 av et mottakende retningsmønster for totallovens totale forskjell. Aktiv lineær antennegruppe 1 inneholder mikrobølgemottakere 1.1 1.N med kontrollerte faseskift. Utgangene til mottakerne 1.1 1.N er forbundet med de mottakende mikrobølgebølgeledere 4 med mikrobølgeinngangene til den kvasi-optiske linse 2. Mikrobølgebølgelederne 4 er laget i form av koaksiale og / eller mikrobølgelinjer av en stripetype av samme lengde. Den kvasi-optiske linsen er et optisk type stråledanningssystem. Det er laget i form av et Luneberg-objektiv, et Ghent-objektiv, et Ruz-objektiv, et Klimov-objektiv eller et Rothman-objektiv (foreslått av W. Rotman i IEEE Trans, Antennas Propagat, bind AP-11, nr. 6, november 1963, s. 623-632 ; Endret av RCHansen i IEEE Trans, Antennas Propagat., Bind 39, nr. 4, april 1991, s. 464-472). Fordelen med Klimov-objektivet (figur 2) i forhold til andre kvasi-optiske linser 2 er enkel fremstilling. Den inneholder et metallhus 5 med et kvernet hulrom 6 for å installere en ellipsoidal fluoroplastisk plate 7 som er avkortet på sidene, og inneholder også et metalldeksel 8 med mottak (inngang) 9.1..9.N og overføring (utgang) sonder 10.1 10.N 1, hvor N 1 1 er jevnt fordelt på inngangs- og utgangskonvekseflatene til den kvasi-optiske linse, laget sammenleggbar koaksial type, og deres sentrale elektroder blir begravet vertikalt i henholdsvis den fluoroplastiske platen 7, nær fronten og bakgrensene til den avkortede ellipsen til platen 7. Brattheten til den fremre og bakre grensen til den avkortede ellipsen av platen 7 er valgt fra tilstanden for å fokusere elektromagnetiske bølger av sonder 9.2.9 (N-1) mellom tilstøtende par av sonder 10.2 10. (N1 -1) fra tilstøtende vinkelretninger. For å eliminere kanteffekter er de ekstreme sonder 9.1, 10.1, N, N1 koblet til matchede belastninger 11, og lateralendene av den fluoroplastiske platen 7 er dekket med en filmabsorber 12 av elektromagnetiske bølger. Utgangssonder 10.2 10. (N1 -1) er koblet parvis med koaksialkabler 13 med samme lengde med inngangsfase 14 og antifase 15 innganger i de tilsvarende fasefase-antifasebroer 16 i formeren 3 i det flersløps totaldifferensmottakende retningsmønster. I dette tilfellet er hver fase-antifase-bro 16 (figur 3) laget i form av en dobbel bølgeleder T-bro, på de totale 17 og forskjell 18 bølgelederutganger som koaksialbølgelederoverganger er installert, lignende i design som sonder 9, 10 på linsen 7, og hulrommet til broen fylt med fluoroplast.

Multistrålemottaksantennen fungerer som følger. Energien med en bølgefront 19, som kommer fra en mikrobølgeovnskilde fra vinkeretningen [3, blir mottatt av mottakerelementene 1.1..1.N på antennen 1 og blir overført gjennom kabler 4 med samme lengde som mottaksondene 9.1..9.N til den kvasi-optiske linse 2. Objektiv 2 fokuserer den mottatte mikrobølgeenergien i den fluoroplastiske platen 7 i området for beliggenheten til to tilstøtende sonder fra gruppen 10.1..10N 1, svarende til vinkeretningen. Mottatt av de tilsvarende tilstøtende sonder fra gruppe 10.1 10N 1 mikrobølgestråling U 1 og U 2 gjennom kabler 13 med lik lengde overføres henholdsvis til inngangene 14 og 15 til broen 16 i formeren 3 av sum-forskjellets retningsmønster (fig. 4) til strålekilden som er plassert i vinkelen retning. I dette tilfellet blir totalsignalet U + = U 1 + U 2 fjernet fra utgangen 17 fra broen 16, og fra utgangen 18 fra denne broen - forskjellsignalet U - = U1-U 2. I dette tilfellet tilsvarer den eksakte vinkelposisjonen sentrum av det totale diagram 20 og den største brattheten av diskriminering som er karakteristisk for forskjellsretningsdiagrammet 21. De numeriske verdiene for sumdifferenssignalene U + og U - brukes videre i et digitalt sporingssystem og en koordinatmåler for nøyaktig å bestemme plasseringen av radioemisjonskilden.

Oppfinnelsen er utviklet på nivå med fysiske og digitale modeller. Simuleringsresultatene viste at nøyaktigheten til retningsfunn (måling av vinkelkoordinater) for strålekilder ved bruk av den foreslåtte antennen økte med minst en størrelsesorden.

KRAV

1. En multistrålende mottaksantenne som inneholder en seriekoblet aktiv lineær antennegruppe og en kvasi-optisk linse utstyrt med mottak og overføring av mikrobølgebølgeledere, karakterisert ved at den i tillegg inneholder en multi-lob summert forskjell mottakende strålingsmønstergenerator som inneholder en blokk med i fase-antifasebroer koblet langs i-fase- og antifase-innganger med tilsvarende utganger fra tilstøtende par sendende mikrobølgebølgeledere, hvis innganger er jevnt fordelt på den konvekse overflaten til den kvasi-optiske linse, og de mottakende og overførende mikrobølgebølguidene til den kvasi-optiske linse er laget av henholdsvis lik lengde for forbindelse med aktive elementer i en lineær antennegruppe og med i-fase antifasebroer til generatoren til de mottatte antennemønstrene for sumforskjell.

2. Multibjelke-mottaksantenne ifølge krav 1, karakterisert ved at fase-antifasebroen er laget i form av en dobbel bølgeleder T-bro, ved bølgelederutgangene som koaksialbølgelederoverganger er installert, og brohulrommet er fylt med fluorplast.

3. Multibeam-mottaksantenne ifølge krav 1, karakterisert ved at den kvasi-optiske linse er laget i form av et Rothman-objektiv, et Luneberg-objektiv, et Ruz-objektiv, et Ghent-objektiv eller et Klimov-objektiv.

4. Multibeam-mottaksantenne ifølge krav 1, karakterisert ved at mikrobølgebølgeledningene til den kvasi-optiske linse er laget i form av koaksiale og / eller mikrobølgelinjer av stripetypen.

Ultra bredbåndsobjektivantenner med bytteskanning i azimutplanet Fedorov Sergei Mikhailovich

Dette avhandlingsarbeidet bør gå til biblioteker i nær fremtid.
Gi beskjed ved ankomst

480 RUB | 150 dollar | $ 7,5 ', MOUSEOFF, FGCOLOR,' # FFFFCC ', BGCOLOR,' # 393939 '); "onMouseOut =" return nd (); "> Avhandling, - 480 rubler, levering 1-3 timer, fra 10 -19 (Moskva-tid), unntatt søndag

Sammendrag - gratis, levering 10 minutter, døgnet rundt, syv dager i uken og helligdager

Fedorov Sergei Mikhailovich. Ultra bredbåndsobjektivantenner med bytteskanning i azimutplanet: abstrakt av oppgaven.... Kandidat for tekniske vitenskaper: 05.12.07 / Fedorov Sergey Mikhailovich; [Forsvarssted: Voronezh State Technical University].- Voronezh, 2013

Introduksjon til arbeid

Relevans av arbeid. Foreløpig er antennenheter som er i stand til å danne en rekke retningsmønstre, mye brukt i mobile kommunikasjonssystemer, radioastronomi, radionavigering, radar, funn av retninger og romkommunikasjon. Som slike flerstrålende antenner brukes ofte flerfjellfasede antenne-antenner (PAA) og fler-strålingslenseantenner. Sammen med elektronisk skanning, for å endre den romlige retningen til hovedloben, kan det brukes en enhet som mekanisk roterer antennen med en høy retning (for eksempel en reflektor eller linseantenne) eller dens mating. Mekaniske metoder for kontroll av stråledirektivitet har åpenbare ulemper - lav skannehastighet og lav pålitelighet.

HOVEDLYS har en høy grad av endring av retningsmønsteret, men operasjonsfrekvensbåndet og skanningsektorene er begrenset. Viktige ulemper med HOVEDLYSER er deres konstruktive kompleksitet, kontrollkompleksitet, så vel som høye kostnader.

Det klassiske sfæriske Luneberg-objektivet er også en ganske komplisert og kostbar antenne å produsere (ifølge Luneberg-linseprodusenten Matsing (nettsted) er kostnadene for et multibeam antenne array (MAP) i området fra 1 til 10 GHz med et 600 mm Luneberg-objektiv ca. $ 60.000)).

Derfor haster det å utvikle og studere nye design og designmetoder for ultrabredbånd MAP basert på flate Luneberg-linser med mulighet for full azimuth-skanning som enklere og billigere enn en klassisk sfærisk linse. En veldig presserende oppgave er også å utvikle og studere nye design av multistrålende antennearrays med sektorskanning basert på et aplanatisk objektiv, et Rothman-objektiv og et Luneberg-objektiv og lage antenneelementer for disse matriser..

Avhandlingsarbeidet ble utført innenfor rammen av statsbudsjettforskning utført ved Institutt for radioelektroniske enheter og systemer ved Voronezh State Technical University i 2010-2013. innenfor rammen av en av de viktigste vitenskapelige retningene til VSTU - "Utvikling og forskning av lovende radioelektroniske og laserapparater, systemer for overføring, mottak, behandling og beskyttelse av informasjon".

Forskningsobjekt avhandlingen er ultrabredbånds antenne med flere strålingslinser.

Forskningsfag er parametrene og utformingen av alternativer for konstruksjon av multibeam antennesystemer med bredbånd basert på et flatt Luneberg-objektiv, et flatt Rothmann-objektiv og et planplan.

Formålet med arbeidet er utviklingen av en designmetodikk og studie av ultrabredbåndsantenner med full-azimuth-svitsjingsskanning, bygd på basis av et flatt Luneberg-objektiv, samt ultrabredbåndsantenner med vidvinkelskift-skanning, laget på grunnlag av et flatt Luneberg-objektiv, et Rotman-objektiv og aplanatisk objektiv, og antenneelementer for dem.

Det er nødvendig å oppnå dette målet løse følgende oppgaver:

- analyse av den nåværende tilstanden i teorien og teknologien til ultrabredbånds multi-beam linseantennsystemer og antenner med bytteskanning for å bestemme de eksisterende problemene og lovende retninger for deres løsning;

- utvikling og testing av en metodikk for utforming av antenner med ultrabredbånd basert på et plan Luneberg-objektiv; studere muligheten for å realisere full-azimut-skanning etter de opprettede antennene ved bruk av mikroelektromekaniske brytere;

- utvikling og forskning av sektorstrålende antennearrayser basert på Rothman-linse, planplan og flat Luneberg-linse;

- utvikling og forskning av antenneelementer for sektor multistråle antennearrays.

Forskningsmetoder. Under forskningen ble metodene for analyse og syntese av antenner, metoder for matematisk modellering, beregningsmetoder for teknisk elektrodynamikk brukt..

Vitenskapelig nyhet arbeidet er som følger:

- utviklet og undersøkt en elektrodynamisk modell av en retarderende kam-type struktur, beregnet for å beregne bølgeavbremsingskoeffisienten i en flat Luneberg-linse, basert på bruk av Treftz-delregion-metoden;

- en metode for syntese og analyse av en flat Luneberg-linse basert på impedansstrukturer med dielektriske og metallribber ble utviklet, preget av muligheten for full azimutskanning i et ultra bredt frekvensbånd, karakterisert ved bruk av en evolusjonsalgoritme i det første stadiet av parametrisk optimalisering av antennen;

- det utvikles en metode for utforming av ultrabredbåndsantenner med svitsjing av vidvinkelscanning, bygd på grunnlag av et trykt Rothman-objektiv, et plant Luneberg-objektiv og et plant, planisk objektiv, som utmerker seg ved bruk av en prosedyre for å raffinere profilen til de syntetiserte linsene under hensyntagen til diffraksjonsforvrengningene av den dannede amplitude-fase-distribusjonen i den lange funksjonen

- utformingen av en Vivaldi-antenne med en trykt metamateriallinse dannet av elektriske spredere med kort lengde, korrigerende faseforvrengninger i E-planet, som gjør det mulig å øke antenneforsterkningen opp til 2 3 dB i et frekvensbånd med en overlappingsfaktor på mer enn 3, ble foreslått og undersøkt;

- viser muligheten for å innse full-azimut-svitsjingsskanning i et ultrabredt frekvensbånd for antenner bygget på basis av et plant Luneberg-objektiv, kontrollert ved bruk av MEMS mikroelektromekaniske brytere med verdier av overføringskoeffisienten i isolasjonsmodus -60-70 dB, som til nå forble urealiserbare ved bruk av brytere basert på pin-dioder.

Arbeidets praktiske betydning består i å lage designteknikker for ultrabredbåndsobjektivantenner for full azimut og vidvinkleskanning, i tillegg til multistråle ultrabredbåndsantenner som kjennetegnes ved høy produserbarhet.

Implementering og implementering av arbeidsresultater. Resultatene av arbeidet ble brukt i PCB til ZAO IRKOS (Voronezh). En rekke resultater ble introdusert i utdanningsprosessen til Voronezh State Technical University.

Hovedbestemmelser og resultater innsendt til forsvar:

- Det ble funnet at for å estimere størrelsen på retardasjonskoeffisienten i en radiell metallbølgeleder med impedansvegger karakterisert av en sporingsdybde betydelig mindre enn en fjerdedel av bølgelengden, i frekvensområdet med mer enn tredoblet overlapping, kan en modell av en lignende koordinatstruktur konstruert på grunnlag av den delvise metoden brukes;

- Det ble funnet at en struktur i form av to motstående avkortede kjegler, hvis bunn er dekket med et system av konsentriske metallringer som danner et flatt Luneberg-objektiv, kan være grunnlaget for å konstruere en multistrålende antenne, eller en antenne med svitsjeskanning i full-azimuth-rom eller en vidvinkelsektor i frekvensbåndet med overlappende tre ganger eller mer;

- det ble funnet at bruk av en evolusjonsprosedyre for å foredle profilen til de syntetiserte linsene, under hensyntagen til diffraksjonsforvrengningene av den dannede amplitudefasefordelingen, gjør det mulig å lage ultrabredbåndsantenner med svitsjeskanning i sektoren av vinkler ± 45, hvis lavere driftsfrekvens bestemmes av størrelsen på blenderåpningen lik tre bølgelengder;

- det ble funnet at en effektiv måte å øke forsterkningen av en Vivaldi-antenne, opp til 2 3 dB i et frekvensbånd med en overlappingsfaktor på mer enn 3, er å bruke et metamaterielltrykt objektiv, bestående av små elektriske spredere plassert i åpningen;

- det foreslås en tilnærming for implementering av full-azimut-skanning i et ultrabredt frekvensbånd preget av en overlappningskoeffisient på 3 for et plant Luneberg-objektiv styrt ved hjelp av MEMS mikroelektromekaniske brytere, som på grunn av deres høye isolasjon i off-mode svakt skifter den radielle bølgelederen og ikke har signifikante forvrengninger på den dannede fase og amplitude blenderåpefordeling.

Godkjennelse av arbeid. Hovedresultatene fra avhandlingen ble rapportert og diskutert på følgende konferanser og seminarer: den internasjonale konferansen "Systemproblemer av pålitelighet, kvalitet, informasjon, telekommunikasjon og elektroniske teknologier i innovative prosjekter (INNOVATIKA - 2001)" (Moskva, 2011); XVIII internasjonale vitenskapelige og tekniske konferanse "Radar, Navigation, Communication" (Voronezh, 2012, 2013); årlige vitenskapelige og tekniske konferanser og seminarer for lærerstaben, forskere, studenter og hovedfagsstudenter ved Voronezh State Technical University (Voronezh, 2010 - 2013).

publikasjoner. 15 vitenskapelige artikler er publisert om emnet for avhandlingen, inkludert 8 i publikasjoner som er anbefalt av Den russiske Føderasjon for høyere attestasjon.

I verk publisert i medforfatterskap og gitt på slutten av sammendraget, eier søkeren personlig: i [1, 4, 6, 7, 9, 10-14] numeriske beregninger og matematisk modellering; i [2] lage dummier av antenner, gjennomføre feltprøver; i [3, 5, 8] søk og foreløpig analyse av publikasjoner.

Struktur og omfang av arbeidet. Avhandlingsarbeidet består av en introduksjon, fire kapitler, en avslutning, en bibliografi med 105 titler. Hoveddelen av arbeidet er presentert på 146 sider, inneholder 92 figurer og 1 tabell.

Mitsubishi Legnum ›Loggbok› Linser Morimoto Mini H1

Jeg har lenge hatt lyst til å legge linser i frontlyktene, fordi lyset ikke passet meg. Den lengste tingen å installere er å lodde lyskasteren og vente på at reflektorene tørker. Resten er enkel. Jeg kjøpte linser for 3100 rubler. uten lamper med "engleøyne" (med xenonlamper koster 3500 rubler), og tenkte hvorfor jeg trenger lamper, jeg har mine egne, tok jeg uten lamper. Da det viste seg, var det nødvendig å ta lamper også, siden linsene til lamper er H1, og de gamle er H7. Da måtte jeg kjøpe ekstra lamper fra denne selgeren, som solgte dem til meg for 350 rubler. stykk og til slutt koster linsene 3800 i stedet for 3500! Vi løser opp frontlyktene (du trenger IKKE å rive av det gamle fugemassen! Vi setter glasset tilbake på det) ved hjelp av en monteringshårføner. Noen mennesker bruker en stor boks og bygger en ovn ut av den, og noen legger til og med en lyskaster inn i en vanlig ovn, varme den opp og skrelle av glasset.

Entusiast avslører hemmeligheten bak Luneberg-objektivet som gjør objekter usynlige

Optisk illusjon vekker alltid økt interesse blant seerne. Forsvinner gjenstander ser spesielt imponerende ut. En av de enkleste måtene å føle seg som en tryllekunstner er det såkalte Luneberg-objektivet. Forfatteren av YouTube-kanalen NightHawkInLight bestemte seg for å avsløre hemmeligheten bak arbeidet med dette nysgjerrige objektet.

Skaperne av disse linsene hevder at gjenstander med lignende egenskaper brukes av militæret til å skjule utstyr. Under visse forhold kan en liten linse på størrelse med et kredittkort gjøre objekter bak det usynlige..

Bloggeren sier at faktisk fungerer Luneberg-objektivet som et prisme, og omdirigerer lys som kommer inn i en stump vinkel, slik at det sentrale objektet rett bak linsen blir usynlig. I stedet ser vi bare hva som er til venstre eller høyre for det skjulte objektet. Effekten ligner et Fresnel-objektiv og er mye brukt til forskjellige formål.

Når det gjelder strukturen til Luneberg-objektivet, har den mange vertikale rader over hele overflaten. For å se dem er det nok å koble to identiske linser. Bloggeren tror at det ikke vil skade salget av linser ved å utsette det, bare folk burde vite hvordan ting rundt dem faktisk fungerer..

Typer antenner. Antennekarakteristika.

Antenner er en struktur av ledende elementer, hvis størrelse og konfigurasjon bestemmer effektiviteten av å konvertere radiosignaler til elektriske. For å sikre effektiv stråling og mottakelse i et bredt spekter av anvendte radiofrekvenser, er det laget et stort antall typer og antenner, hvis klassifisering er vist i fig. 3.9.

Hensikten med sendende og mottakende antenner er tydelig fra navnene. De er ikke forskjellige i de grunnleggende elektriske parametrene. Avhengig av tilkoblingsskjema (til sender eller mottaker) kan mange av dem brukes som sending eller mottak. Imidlertid, hvis det leveres en høy effekt til den sendende antennen, tas spesielle tiltak i den for å forhindre sammenbrudd mellom antenneelementene under en høyere spenning..

Effekten av antenner avhenger av at størrelsen på antenneelementene passer til bølgelengdene til de utsendte eller mottatte bølgene. Den minste lengden på piskeantennen som er tilpasset bølgelengden til den elektromagnetiske svingningen, er nær L / 4, der L er driftsbølgelengden. Antennestørrelser og design er forskjellige både for forskjellige frekvensbånd og innen bånd.

Hvis kravet til antennes geometriske dimensjoner for stasjonære antenner ganske enkelt kan tilfredsstilles for korte bølger og ultrashortbølger, er det for antenner installert på mobile enheter uakseptabelt. For eksempel er den rasjonelle antennelengden for kommunikasjon med en frekvens på 30 MHz 2,5 m, noe som er upraktisk for brukeren. Derfor brukes forkortede antenner, men effektiviteten av dem..

Etter design er antenner delt inn i ledning (vibrator), horn, parabol, ramme, spiral, antennearrays og deres forskjellige kombinasjoner.

Mulighetene til både mottak og sending av antenner bestemmes av følgende egenskaper:

· Effektivitetskoeffisient;

· Koeffisienten for retningsvirkning;

Strålingsmønsteret er en grafisk fremstilling av nivået på det utsendte og mottatte signalet fra antennens rotasjonsvinkel i de horisontale og vertikale planene. Diagrammer er avbildet i rektangulære og polare koordinater (se fig. 3.10).

Strålingsmønstre kan varieres og taggete, bestemmes av mekanisk design og elektriske parametere. Strålingsmønsterets lob med maksimal effekt for det utsendte eller mottatte elektromagnetiske feltet kalles hoved- eller hovedloben, resten er sideveis og bak. Forholdet mellom kraftverdiene til hovedloben sammenlignet med resten, karakteriserer antennens retningsegenskaper. Bredden på diagrammets hovedlave måles ved vinkelen mellom de rette linjene trukket fra opphavet til polare koordinater til verdiene på diagrammet som tilsvarer halve den maksimale strålingseffekten eller 0,7 spenningen til det elektriske signalet til mottaksantennen. Jo smalere antennens bjelkevidde, desto høyere er dens retning.

Retningsvirkningsfaktor (DIR) bestemmer mengden av energiforsterkning som en retningsantenne gir i sammenligning med en retning i retning.

Tapet av elektrisk energi i antennen er estimert av ytelseskoeffisienten (COP), som er lik forholdet mellom signaleffekten ved utgangen fra en ekte antenne og signaleffekten til en ideell antenne uten tap..

Produktet av disse to faktorene bestemmer antennegevinsten (KG).

Frekvensbåndet som antennenes spesifikke tekniske egenskaper opprettholdes i, kalles båndbredden.

Antenner med høy forsterkning med bred båndbredde representerer en stor utfordring innen antennedesign. Jo høyere forsterkning, jo vanskeligere er det å skaffe bredbåndsantenne. Avhengig av båndbredde er antenner delt inn i smalbånd, bredbånd, bånd og bredbånd.

Smalbåndantenner gir mottak av signaler i området 10% av grunnfrekvensen. For bredbåndantenner øker denne verdien til (10-50)%, for båndantenner er overlappskoeffisienten (forholdet mellom den øvre frekvensen av antennens passbånd og den nedre) 1,5-4, og for breddeantenner når dette forholdet verdier i området 4-20 eller mer.

Et sett antenner av samme type, som ligger på en viss måte i rommet, danner en antennegruppe. Antennes array-signal tilsvarer summen av signalene fra de individuelle antennene. Skille mellom lineære (endimensjonale) og flate (todimensjonale) antennearrays. Antennearrayer der fasene til signalene til individuelle antenner kan justeres, kalles fasede arrayantenner. Ved å endre fasene til de oppsummerte signalene, kan du endre retningsmønsteret i de horisontale og vertikale planene og raskt søke etter signalet i rommet og antennens retning mot strålingskilden.

UHF innendørs TV-antenne i form av en ramme.

· Symmetrisk vibrator (dipol) [14]

· Splitt vibrator [15]

· Shuntvibrator [16]

· Loop vibrator ("Pistolkors loop vibrator", loop vibrator) [17]

· Dipole Nadenenko [18]

· Vinkeldipolantenn [19]

· Antenne "Inverted V" [20]

· "Koaksial" antenne [21]

· Asymmetrisk vibrator [23]

· Antenne "Ground Plane" [24]

· Forkortet piskeantenne [25]

· Collinear antenne [26]

· J-formet antenne [27] [28]

Anti-fly strålingsantenne

· Dielektrisk resonatorantenne [29] [30]

Topp vertikal antenne

· Antenna Alexandersen [31]

· Yagi-antenne [32]

Bølgekanal (Uda-Yagi-antenne)

· SRS-antenne (vanlig modus horisontalt område) [33]

· Slisset vibrator [34]

· Slotantenne [35]

· Blenderantenn [36]

Åpen ende av metallbølgeleder

Refleksantenne med direkte fokus

· Offsetrefleksantenne [37]

· Cassegrain antenne [38]

· Antenna Gregory [39]

Antenner med et spesielt strålingsmønster

· Antenne med kosekantstrålingsmønster [40]

· Rothman-objektiv [41]

Reisende bølgeantenne

· Spiralantenne [42]

Dielektrisk stangantenne

Lekkende bølgen antenne

· V-formet antenne [43]

· Rhombic antenne [44]

· Drikkeantenne [45]

· V-formet antenne (vertikal) [46]

· Λ-formet antenne [47]

· Antenner BS, BE og BI [48]

Svakt retningsbestemte mikrobølgeantenner

Strip antenne (patch antenne)

· Microstrip-trykt antenne [49]

· Antenne PIFA [50] [51]

· Singular antenne [52]

Antenner på prinsippet om elektrodynamisk likhet

· Emittertype "sommerfugl"

· Log-periodisk antenne [54]

Vibrerende log-periodisk antenne

Spiral log-periodisk antenne

· Fraktalantenne [55] [56] [57]

· Antennegruppe [58]

Faset antennegruppe (PAR)

· Digital HOVEDLYS [57] [59]

Multibeam antenne array

· Loop antenne [61]

· Antenne med dobbelt ramme [62]

· Edcock-antenne [63]

· Wullenweber antenne [64]

Antenne med signalbehandling

· Antenne med syntetisk blenderåpning [65]

· Radio-optisk antenneanlegg [66]

· Antenner med lineære dimensjoner [67]

Antenner for å konvertere elektromagnetisk bølgeenergi til elektrisk energi og for RFID

Rektenna = antenne + likeretter

· Nanoantenna - antenne for resonant konvertering av optisk stråling til elektrisk energi [68] [69]

Pseudo-antenner (antenner med mytiske spesifikasjoner)

· EH-antenne (spøkefullt kalt "IKKE-antenne" på grunn av feilaktig begrunnelse av operasjonsmekanismen) [70] [71]

- evnen til rettet stråling og mottak er radiobølgenes evne til å konsentrere stråling (mottak) energi innen små faste vinkler på grunn av bruken av antenneenheter med spesiell design. Retningsegenskapene til antennen er vanligvis karakterisert av retningsmønsterfunksjonen (BPD), fig. 3.

Fig. 3. Antennestrålingsmønster

- radiobølgenes evne til å bryte og reflektere fig. 4.

Fig. 4. Refleksjon av radiobølger

Når du går gjennom grensene for fysiske medier, gjennomgår radiobølger refleksjon og brytning.

- Dopplereffekt (fig. 5)

Hvis det er en gjensidig endring i avstand mellom kilden til radioemisjon og mottakeren, vil frekvensen for de mottatte vibrasjonene avvike fra frekvensen til de utsendte vibrasjonene. Denne forskjellen kalles Doppler-frekvensforskyvningen, og den er proporsjonal med den radielle komponenten av hastigheten for endring i avstand, som er lik projeksjonen av hastighetsvektoren på strålingsretningen.

(Frekvensendring (f) under flybevegelse)

Fig. 5. Dopplereffekt

IPC klasser:H01Q19 / 06 ved å bruke refraktive eller diffraktive enheter som linser
Forfattere):Klimov Konstantin Nikolaevich (RU), Bodelan Boris Grigorievich (RU), Khrupalo Dmitry Alexandrovich (RU), Logachev Pavel Vyacheslavovich (RU)
Patenthaver:Åpent aksjeselskap "Vitenskapelig og produksjonsforening" Lianozovsky elektromekanisk anlegg "(RU)
prioriteringer:
|neste foredrag ==>
Deling av radiobølger i band.|Metoder og modus for rekkevidde

Dato lagt til: 2019-07-26; utsikt: 4506; BESTILLER SKRIFTLIG ARBEID

Tomsk-forskere utvikler de første autopilotene i Russland for sivile kjøretøy

TOMSK 8. oktober. / TASS /. Tomsk-forskere planlegger å fullføre utviklingen av autopiloter for biler som kan brukes av bilistene i løpet av et år, fortalte en av utviklerne, universitetslektor ved Institutt for teoretiske fundamenter for radioteknologi, Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics (TUSUR), TASSUR onsdag.

For tiden produseres autopiloter i Russland bare for militært utstyr, og vanlige forbrukere kan bare kjøpe dyre i utlandet, sa han. "Vi lager to prototyper. Den ene er en billig, basert på et Rotman-objektiv. Den andre er en kostbar, basert på prinsippet om digital skanning, en innføringssubstituerende enhet. Nå sammenligner vi egenskapene til radarer," sa forskeren..

Ifølge ham vil enheten bestemme avstanden til gjenstander, noe som vil hjelpe sjåføren å navigere i dårlig sikt på veien. Hvis du kobler den til en vanlig datamaskin om bord, kan bilen bevege seg på autopilot. Autopiloten vil gjenkjenne skilt og trafikksignaler ved hjelp av et videokamera gjennom et spesielt program.

En enhet basert på et Rotman-objektiv viser seg å være billigere, siden den ikke bruker dyre mikrokretser og prosessorer som kreves for konvensjonell digital skanning, bemerket Vershinin..

Et Rothmann-objektiv er et spesielt kretskort som behandler et radiosignal på samme måte som et konvensjonelt objektiv oppdager lys. Avstand beregnes ved å returnere signalet som radaren sender ut, under hensyntagen til kjøretøyets hastighet.

Nå prøver forskere å bringe nøyaktigheten til Rothmann-linseradarer nærmere digitale kolleger. Begge enhetene er testet og foredlet i laboratoriene til TUSUR.

Metoder for å designe linser med mikrobølgeovn og EHF

Rubrikk: 2. Elektronikk, radioteknikk og kommunikasjon

Dato for publisering: 26.01.2019

Artikkelen sett: 173 ganger

Bibliografisk beskrivelse:

Kochetkov, V.A.Metoder for utforming av mikrobølgeovn og EHF-radiolinser / V.A.Kochetkov, N.L. Alymov, A.D. Bobrovsky, I.V. Soldatikov. - Tekst: direkte // Tekniske vitenskapsspørsmål: materialer fra V International. vitenskapelig. conf. (St. Petersburg, februar 2019). - St. Petersburg: Eget forlag, 2019.-- S. 13-18. - URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/324/14800/ (dato for tilgang: 03.06.2020).

Artikkelen diskuterer metoder for utforming av radiolinser som hovedelementer i diagramdannende kretsløp for antennearrays av radioelektroniske systemer i mikrobølgeovn og EHF-områder. Innenfor rammen av den materielle delen presenteres en tilnærming til å bruke metoden for geometrisk optikk i utformingen av radiolinser. Alternative metoder for syntese av dielektriske radiolinser blir analysert og generalisert, funksjonene i bruken blir presentert avhengig av forskjellige formål, innledende data og designforhold.

Stikkord: geometrisk optikk, mikrobølgeobjektiv, asymptotiske metoder for utforming av dielektriske linser.

Mikrobølgelinser som skjemakretser (DOCs) dukket opp på 1950-tallet og har deretter mange bruksområder. Fremskritt innen materialvitenskap og produksjonsteknologi har ført til nye retninger for implementering av mikrobølgelinser ved bruk av bølgeledere, stripe og mikrostrip transmisjonslinjer. I løpet av de siste årene har trådløs kommunikasjon blitt dominerende, og støtter multistråle- og adaptive antennesystemer. Mange applikasjoner - inkludert radikaler for unngåelse av bilkollisjoner, fjernstyrte radarer og forskjellige satellittsensorer - krever alle kompakte, lette antennesystemer som kan gi en tilstrekkelig stor skannevinkel over et bredt frekvensområde. Utviklingen av trykte mikrobølgelinser forutsetter mulige tekniske og designløsninger for slike utviklingsteknologier [1–3]. Et mikrobølgeobjektiv er en struktur som kan fokusere elektromagnetisk energi på et punkt. Radiolinser er delt inn i retarderende linser, der faserhastigheten til forplantning av en elektromagnetisk bølge er lavere enn lysets hastighet og akselererende. Sakte-ned linser er laget av dielektrisk; der ledende elementer er ispedd. Akselererende linser er laget av parallelle metallplater eller rektangulære bølgelederpartier. De mest brukte er linser med flere stråler, som gir et bredt spekter av stråling og mottak: sfæriske og sylindriske Luneberg-linser, Rothmann-linser og de såkalte R-2R-linsene..

Geometrisk optikk i mikrobølgelinsen

Geometrisk optikk (GO) er veldig praktisk for en formalisert beskrivelse av utformingen av en mikrobølgeobjektiv. Det følger av den asymptotiske løsningen av Maxwells ligninger i høyfrekvensområdet i mikrobølgeovn-EHF-områdene [4]. Under betingelsen av å overskride bølgelengden med de generelle dimensjonene til linsen og krumningsradiusen, kan overflatene av bølgeforplantning i en ensartet isotropisk linse hensiktsmessig modelleres med tanke på elementære strålerør. Stråling kommer fra fasesenteret til kilden langs en rett linje, med amplituden, det vektede mønsteret til kilden og dempningen langs banelengden omvendt proporsjonal med kvadratroten av tverrsnittet av strålerøret, og med fasen gitt av lengden på den elektriske kretsen (figur 1) [5, 6]. Refleksjon og overføring på overflaten skjer i samsvar med Snells lover som følger av Fermats prinsipp [5], og bjelkeamplituden avhenger av Fresnel-koeffisientene og strålens avvikelseskoeffisient.

Fig. 1. Geometri av linsen og strålerøret når det er formalisert når det gjelder GO

Hvis vi antar at grensesnittet mellom to dielektriske medier kan vurderes i planet, skjer refleksjonen av den innfallende planbølgen i samme medium, med de samme innfallsvinklene og refleksjonen - Snells lov for refleksjon [1, 5]. Brytning styres av Snells lov:

hvor n1 og n2 Er brytningsindeksene for hvert medium og θinc og θtrans er innfallsvinklene og passasjen, definert med hensyn til det normale til overflaten (figur 2). Hvis begge mediene har samme magnetiske permeabilitet, er n1 = og n2 =, hvor εr1 og εr2 Er den relative dielektriske konstanten for hvert materiale. Den brytede bølgen avviker i retning av normalen til overflaten hvis bølgen kommer inn i et medium med en høy dielektrisk konstant (figur 2, a), og den avviker fra normalen når den forlater mediet med en høyere dielektrisk konstant (figur 2, b) [7].

Når man tar i betraktning at linseflaten generelt har en vilkårlig buet form, om enn med en stor krumningsradius (sammenlignet med bølgelengden) når som helst, er det praktisk å presentere ligning (1) i en mer generell form:

hvor og er vektorene for henholdsvis hendelses- og brytningsretningen til bølgetallene (figur 1) og er den normale vektoren til overflaten.

Fig. 2. Planebølgefall på grensesnittet mellom to dielektrika: a) - avbøyning fra et medium med lav permeabilitet; b) - avvik fra et medium med høy permeabilitet.

Ved å uttrykke disse tre vektorene i sfæriske koordinater plassert på punktet for fasesenteret av fôret, har ligning (2) for en aksymmetrisk linse form [6–8]:

hvor r (η) er den ukjente linseprofilen, mens utgangsvinkelfunksjonen θ (η) er et annet ukjent sett av separate designbetingelser inkludert fase, amplitude eller til slutt polarisering. Denne tilstanden kan spesifiseres ved en algebraisk eller differensiallikning. Ligningssystemet bør integreres i intervallet η  [0, ηmax] ved å bruke startbetingelsene r (0) og θ (0) og den endelige verdien ηmax [7].

Hvis stråleveien inkluderer deltakelse av andre dielektriske flater, må hver av dem tilsvare Snell-ligningen, som tilsvarer (3). Linsens andre overflate gir etablering av ytterligere egenskaper ved mønsteret, som oversetter til korrespondanse med ligningene ved bruk av radien rn(η) overflate n og bjelkeutgangsvinkel θn(Η). Systemet for alle inkluderte ligninger løses ved å generalisere prosedyren presentert ovenfor for en overflate [7, 8].

Karakterisering av flere interne refleksjoner blir vanskelig med en økning i antall linseskall [2], men generelt er det ingen vesentlig fordel å inkludere deres innflytelse under linsesyntese. Samtidig bør formuleringen av designproblemet omfatte overføringer, divergenskoeffisienten og tapet for spredning i materialet der dette oppstår. Intern refleksjonsanalyse kan utføres i etterkant når du evaluerer linsens ytelse.

I henhold til litteraturen brukes GO-basert linsesyntese til forskjellige designforhold, alt fra enkle faserekorreksjonsoppgaver [8] eller med ytterligere feltdempningsparametere til kantene av blenderåpningen, til flerstråle- eller bjelke-skanningsproblemer [2, 3], eller utforming av korreksjonsoppgaver en stråle av en gitt form [6, 7]. GO-metoder er anvendt for å syntetisere en aksymmetrisk linse, så vel som for en vilkårlig linse av hvilken som helst form [3, 6], for linser med flere skjell og uregelmessig brytning [9], eller, faktisk, for en hvilken som helst kombinasjon av de foregående tilfellene.

En nøyaktig løsning for generelle 3D-strukturer ved bruk av GO inkluderer et kvantitativt estimat av linseparametere [9, 10]. Forstyrrelsesmetoden, for eksempel foreslått i [10], kan implementeres for visse typer asymmetrisk målmønster og gjør det mulig å finne passende form for en gitt asymmetrisk linse. Om nødvendig kan tilpasning av samme prinsipp brukes for å justere linseformen for å oppnå en aksymmetrisk utgående bjelke.

Andre teknikker for design av mikrobølgelinser

Fordelen med GO-direkte-syntesemetoden som er omtalt i dette papiret, er at den gir en linseform som tilfredsstiller designkrav etter innledende numerisk evaluering av analytiske uttrykk med lukket form, uten behov for noen iterasjon av prøving og feiling. De nødvendige minne- og prosessorressursene er praktisk talt ubetydelige når det gjelder aksymmetriske linser. Selv om GO-direkte syntese er tilstrekkelig for et stort antall applikasjoner, er metoden asymptotisk, fungerer innenfor optiske grenser, og derved neglisjerer diffraksjonseffekter, som blir viktige etter hvert som linsestørrelsen avtar [11].

Alternative designmetoder kan vurderes når en mer nøyaktig linseløsning er nødvendig for et gitt antennesystemets strålingsmønster. De er vanligvis basert på en prøve- og feilprosess som involverer en parameterisert modell og en metode for å analysere linsens ytelse. Nøyaktigheten av designen avhenger av nøyaktigheten til den numeriske simuleringen og antall iterasjoner som kreves, på grunn av de tilgjengelige databehandlingsressursene. Effektiviteten av designprosessen avhenger i stor grad av hvor gjennomtenkt optimaliseringsprosedyren skyldes problemene med spesifikke linser som er forhåndsdefinerte. Å bruke GO-direkte linsesyntese som en første tilnærming til en iterativ prosess kan forbedre effektiviteten.

Før du beskriver en alternativ iterativ metode for å designe linser med mikrobølgeovn-EHF, skal følgende bestemmelser oppsummeres:

  1. En linsesyntesemetode med lukket form (som GO-metoden beskrevet ovenfor) starter med en liste over innganger og en designspesifikasjon og gir direkte en passende linseform basert på en lukket formbeskrivelse, uten iterasjon av prøving og feiling. I denne forstand kan metoden videre klassifiseres som en direkte syntesemetode. Generelt krever verifisering av linsens ytelse en påfølgende engangsbruk av linseanalysemetoden..
  2. I iterative linsesyntesemetoder beskrives linseformen ved en viss analytisk eller numerisk fremstilling med ukjente koeffisienter bestemt i en iterativ optimaliseringssløyfe som tester hvert generert objektiv ved bruk av en passende linseanalysemetode inntil målprestasjon eller skjema er oppnådd, eller antennearray (antennesystem).
  3. Linseanalysemetoden er designet for å evaluere effektiviteten til den designet (eksisterende) resonatoren, enten ved bruk av en omtrentlig metode eller en elektrodynamisk løsningsmiddel. Produksjonen er ytelse, ikke linseform.

I motsetning til direkte syntesemetoder, er listen over tilgjengelige analysemetoder mye større. De mest brukte metodene, gruppert etter typen elektromagnetisk simulering, presenteres som følger [1, 12].

- geometrisk optikk / fysisk optikk (GO / PO),

- fysisk optikk / fysisk optikk (PO / PO),

- spektral domenemetode (SDM).

- Sfærisk bølgemodell metode,

- endelig elementmetode (FEM),

- metoden for øyeblikk (MoM),

- Finit Difference Time Domain (FDTD).

Funksjonene ved anvendelsen av disse metodene for utforming av mikrobølgelinser kan representeres som følger.

GO / PO-hybridmetoden regnes som en av de mest brukte tilnærminger i analysen av mikrobølge-EHF-linser. Som inngang tilveiebringer denne metoden formen på linsen og den dielektriske konstanten til materialet, plasseringen av fôret, så vel som antennemønsteret til det fjerne feltet til fôret, når det nedsenkes i et ubegrenset medium som har den samme dielektriske konstanten som mikrobølgeovn-EHF-linsen.

GO / PO-prosedyren har to trinn. For det første brukes GO-setningen, som beskrevet ovenfor, for å beregne feltfordelingen på linsens indre overflate; Fresnel-koeffisientene blir deretter brukt til å beregne feltet på den ytre overflaten av linsen. Når en eller flere dielektriske overflater krysses av strålerør som oppstår i fasesenteret av fôret, må de tilsvarende Fresnel- og divergenskoeffisientene brukes [4, 5, 8].

Hybridmetoden (PO / PO) er også en totrinns metode, som GO / PO, men nå er beregningen av blenderfeltene i det første trinnet basert på PO-innstillingen. Dette overvinner to GO-begrensninger:

- GO kan ikke brukes på første trinn for små UHF-EHF-linser, der fôret ikke lenger kan være nøyaktig representert av et punkt og dets feltfelt RP;

- GO kan ikke forutsi felt i nærheten av kaustikk. Dette aspektet blir kritisk når kaustikken nærmer seg kanten av linsen, og påvirker riktig vurdering av diffraksjonseffekten av kanten, eller når kaustikken nærmer seg fôringsområdet, og påvirker dermed impedansen til fôret [4].

Spektrale domeneteknikker (SDM) er et mulig alternativ til GO / PO når du analyserer en integrert linseantenne. Det er av spesiell interesse for små linser med mikrobølgeovn-EHF, bare noen få bølgelengder i størrelse, der den klassiske tilnærmingen til geometrisk optikk mislykkes.

I SDM-metoder bestemmes fjernfeltet til en linse ut fra nedbrytningen av feltene i fôringsåpningen ved foten av linsen i gitte basisfunksjoner. Disse funksjonene kan for eksempel være planbølger eller Gaussbjelker [2–4]. Den viktigste fordelen med Gaussbjelker er at de er både romlig og spektralt begrenset. Estimering av feltet i nærområdet ved foten av mikrobølgeobjektivet krever bruk av en annen metode, for eksempel metoden for øyeblikk [12]. Gauss-ekspansjon representerer flere stråleparametere som setter bjelkevidde, helling, romlig og spektral separasjon mellom basisfunksjoner.

I [6, 11] brukes SDM i kombinasjon med strålesporing for å analysere en utvidet halvkuleformet mikrobølgelins. Resultatene blir sammenlignet med kommersielle elektrodynamiske programvarepakker og eksperimentelle målinger.

Den sfæriske bølgemodusmetoden er basert på diskretiteten til det elektromagnetiske feltet i gruppen av grunnleggende funksjoner, som er løsninger for bølgeforlikningen i sfæriske koordinater. Eksempler på denne tilnærmingen finner du for eksempel i [2, 11, 13] for analyse av en sfærisk homogen eller lagdelt Luneberg-linse.

For hvert objektivlag blir de interne og eksterne feltene samplet i sfæriske modus. En modus (bølgetype) matching-teknikk brukes for å oppnå ekspansjonskoeffisientene. I forkant er koeffisientene bare kjent for den innfallende bølgen på det ytre laget av linsen. Alle andre koeffisienter må bestemmes ut fra påleggelse av grensebetingelser ved grensesnittene mellom lagene. Bruken av grensebetingelsene genererer en serie lineære ligninger som, når de er løst, gir koeffisientene til alle felt i hver region..

Momentmetoden (MoM) i analysen av mikrobølgeovn-EHF-linser er relativt sjelden i litteraturen. Årsaken er delvis at den MоM-relaterte matrisen med lineære ligninger kan være for klumpete for store elektromagnetiske objekter, mens mikrobølgelinser vanligvis er store med tanke på bølgelengde [12].

I metoden Finite Difference Time Domain (FDTD), som i MoM, er bruken av tradisjonell 3D FDTD som en iterativ analysealgoritme begrenset til mikrobølgeovn - EHF-objektiver med dimensjoner nær bølgelengden. Antallet algoritmevariabler øker faktisk i en kube med økende objektivradius, noe som fører til for høye beregningskostnader for de vanligste optimaliseringsproblemene. For strukturer med aksial symmetri er det imidlertid mulig å redusere 3D til et enklere 2D-problem og implementere en raskere algoritme kalt Body of Revolution (BOR) FDTD. BOR-FDTD kan brukes selv om den symmetriske mikrobølgelinsen er drevet av en asymmetrisk kilde [14]. I dette tilfellet kan matestrømmen eller det utsendte feltet diskretiseres i Fourier-utvidelsen. Hvert dekomponeringselement blir analysert separat ved bruk av BOR-FDTD-algoritmen, og det endelige resultatet oppnås fra vektorsummen av alle deler av BOR-FDTD-analysen..

BOR-FDTD-metoden kan implementeres for små mikrobølgelinser, hvor for eksempel GO / PO-metoden ikke kan brukes. Jo mindre mikrobølgeobjektiv er, jo raskere vil BOR-FDTD konvergere til løsningen, siden antallet rutenettelementer avtar med synkende objektivstørrelse. BOR-FDTD kan håndtere interne refleksjoner, da det er en elektrodynamisk metode og kan også implementeres for flersjikts- eller mikrobølgelinser med forskjellige dielektriske konstanter.

Det skal bemerkes at det er mulig å vurdere to alternative tilnærminger til parametrisk modellering av en mikrobølgeobjektiv. Polynompresentasjonstypen kan brukes når koeffisientene er ukjente for optimalisering i en sløyfe i stedet for en stor samling av koordinater av mikrobølgeobjektivoverflaten. Denne løsningen er fleksibel nok til å tillate freeform-innsendinger. Ulempen er at optimaliseringsalgoritmen kan generere et unødvendig antall unyttige linseformer, ikke fordi en eller annen geometri er umulig, men fordi tilfeldig genererte linser lett kan skape totale interne refleksjoner, overflatebølgemodus og kaustikk, spesielt for integrerte multi-shell linser som bare kan oppdages etter en analyseprosess [2, 9].

Med den andre tilnærmingen [11] kan søkeområdet bli innsnevret til spesifikke linseklasser ved å bruke analytiske linseprofiler oppnådd ved GO-syntesemetoden, men tillater at parametrene som vurderes kontrolleres ved hjelp av en optimaliseringsalgoritme. Analytiske løsninger testes i en iterativ prosess for å sikre den elektromagnetiske levedyktigheten til alle løsningene. Det er en avveining mellom de to tilnærmingene: konvergenstid og designfleksibilitet..

Figur 3 viser de beskrevne prosedyrene og arbeidsflyten - et analyse- og optimaliseringsverktøy for design av mikrobølgeovn-EHF-linser. Dette verktøyet ble implementert i en programvarepakke (ILASHsoftware tool) utviklet av Instituto de Telecomunicações i Portugal for en sirkulær form av integrerte linseantenner med enkelt- eller dobbeltlag, og kan håndtere flere definisjoner av målegenskaper [15].

Fig. 3. Blokkdiagram over designstadiene til mikrobølge-EHF-linser

Metode for mikrobølgeobjektivanalyse er basert på GO / PO, og optimalisering er basert på metaheuristiske, spesielt genetiske algoritmer.

Således viser artikkelen at omtrentlige metoder for utforming av mikrobølge-EHF-radiolinser er assosiert med problemene med stråling og spredning av elektromagnetiske bølger. Deres forskjell fra problemene med trykte eller bølgelederkretser består i behovet for å bestemme feltet i et område med store elektriske dimensjoner. Diskresjon av store områder medfører høydimensjonale problemer. Derfor er bruk av metoder som FEM og FDTD åpenbart ineffektiv..

Dessuten er en mye mer økonomisk metode for øyeblikk ofte ineffektiv. I slike tilfeller må strenge metoder for beregningselektrodynamikk suppleres med de såkalte asymptotiske eller hybridmetodene for modellering og design av mikrobølgeovn-EHF-radiolinser.

Det Er Viktig Å Vite Om Glaukom