автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.07, диссертация на тему:Исследование и разработка малогабаритных передающих антенн диапазона УВЧ для регионального многопрограммного телевизионного вещания

На правах РУКОПИСИ:

Невский Александр Викторович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МАЛОГАБАРИТНЫХ ПЕРЕДАЮЩИХ АНТЕНН ДИАПАЗОНА УВЧ ДЛЯ РЕГИОНАЛЬНОГО МНОГОПРОГРАММНОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ

Специальность 05.12.07 Антенны, СВЧ-устройства и их технологии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара-2004

Работа выполнена на Федеральном Государственном унитарном предприятии Самарский отраслевой научно-исследовательский институт радио (ФГУП СОНИИР) Министерства Российской Федерации по связи и информатизации.

Научный руководитель:

- доктор технических наук Минкин М.А.

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Сподобаев Ю.М.

- кандидат технических наук, доцент Соболев В. А.

Ведущая организация - Федеральное государственное унитарное предприятие Воронежский научно-исследовательский институт «Вега» (ФГУП ВНИИ «Вега»), г. Воронеж.

Защита диссертации состоится Д июня 2004 г. в 1600 на заседании диссертационного совета Д 219.003.02 в Поволжской государственной академии телекоммуникаций и информатики по адресу: г. Самара, ул. Льва Толстого, 23.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим выслать по адресу: 443010, г. Самара, ул. Л. Толстого, 23, ПГАТИ.

С диссертацией соискателя можно ознакомиться в библиотеке Поволжской государственной академии телекоммуникаций и информатики.

Автореферат разослан " & "_2004 г.

ПОЛ

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 219.003.02,

доктор технических наук, профессор т^МЮиЛе^ Николаев Б.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы и состояние вопроса.

В настоящее время телевизионным (ТВ) вещанием охвачено около 99% населения Российской Федерации, в том числе и 97% сельского. Но в плане количественного обеспечения населения различными ТВ программами ситуация в стране на данный момент не столь оптимистична. Почти в 18 тысячах населенных пунктов России принимается всего одна ТВ программа. Очевидно, что в такой ситуации нельзя говорить о достаточно полноценном обеспечении населения услугами электронных средств массовой информации.

Для сельской местности, особенно для восточных регионов России с их большими редко населенными территориями, замены эфирному телевидению, по-видимому, не будет еще очень долгое время. Несмотря на успехи в развитии кабельного, спутникового и MMDS-телевидения, потребность в ТВ каналах неуклонно возрастает. С учетом положений, разрабатываемой в настоящее время «Концепции развития сетей распространения телевизионных и радиовещательных программ в Российской Федерации на период до 2010 года и на перспективу до 2015 года», отечественным разработчикам и производителям нужно быть готовыми к быстрому увеличению спроса в соответствующем секторе рынка телекоммуникационного оборудования.

Особенно остро стоит проблема обеспечения антенно-фидерным оборудованием объектов регионального телевещания. Установка сложных антенных систем совместно с маломощными передатчиками для организации регионального ТВ вещания нецелесообразна экономически, поскольку стоимость такой антенно-фидерной системы будет существенно превышать стоимость передающего (ретрансляционного) оборудования. В связи с этим решение актуальной задачи развития сети регионального многопрограммного телевизионного вещания неизбежно будет тормозиться (что уже наблюдается) отсутствием дешевых, компактных, конструктивно простых широкополосных маломощных передающих антенн.

Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно-техническая проблема развития теоретической и технической базы анализа, синтеза и проектирования маломощных широкополосных и многополосных антенн в целях создания передающих антенн диапазона УВЧ для регионального многопрограммного телевизионного вещания.

Состояние вопроса в рассматриваемой области характеризуется следующими основными достижениями.

Трудности сокращения стоимости, массы и габаритных размеров антенн связаны с принципиальными факторами, которые не позволяют уменьшить стоимость антенны пропорционально уменьшению мощности, поскольку основные габаритные размеры антенны определяются не мощностью, а ее направленными свойствами и входным сопротивлением. К пере-

дающим ТВ антеннам предъявляются

гяа

ГОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I БИБЛИОТЕКА СП«тер^ О»

В больших антеннах мощных телестанций этот вопрос решается путем компенсации отражений, как правило, многократной, обеспечивающей высокий уровень согласования в широкой полосе частот. Разумеется, для малых антенн такая сложная схема компенсации отражений не может быть применена.

В трудах Т. Маклина, Д. Найквиста, В.В. Овсяникова и других ученых для расширения диапазона частот предложено использование реактивных вставок, включенных в провод антенны. Исследованы характеристики, рассмотрена методика расчета различных типов антенн с реактивными вставками, предложен ряд технических решений антенн различного назначения, к которым предъявляются существенно менее жесткие требования по согласованию, чем к телевизионным.

Упомянутым способом может быть достигнута у относительно простых антенн достаточно широкая полоса частот, однако уровень согласования, достаточный для передачи телевидения, в той же полосе частот, по-видимому, недостижим без принятия дополнительных мер. Очевидно, в пределах полосы (полос) рабочих частот необходима дополнительная коррекция согласования с помощью неперестраиваемых широкополосных или многополосных согласующих устройств.

Существенный вклад в теорию и практику согласующих устройств внесен трудами Р. Фано, Вай Кайченя, Х.Дж. Карлина, Г. Г. Чавки, АЛ. Бу-зова, Л.С. Казанского, М.А. Минкина, В.Л. Карякина и ряда других авторов. Рассмотрены как классический, так и численный методы синтеза. Однако, применительно к проблематике исследования, указанные методы и технические решения нуждаются в дальнейшем развитии.

Просты в изготовлении и настройке согласующие устройства на несколько частот или узких полос, основанные на предложенном Л.С. Казанским периодическом включении неоднородностей в фидер. Подобные устройства перспективны и в рамках проблематики исследования, несмотря на то, что они имеют относительно большую электрическую длину.

На основе использования и дальнейшего развития упомянутых выше научно-технических достижений, с учетом относительно малых уровней мощностей передатчиков, могут быть созданы простые и компактные устройства для согласования малых телевизионных передающих антенн в пределах нескольких раздельно расположенных полос ТВ каналов (групп каналов) и разработаны методики их проектирования.

Для успешного синтеза согласующих устройств необходимо знание точного значения полного входного сопротивления антенны в требуемых полосах частот. Это может быть достигнуто путем применения численных электродинамических методов расчета. Такие методы к настоящему времени в значительной степени развиты и продолжают интенсивно развиваться, в частности, А.Л. Бузовым, В.В. Юдиным, В.А. Негановым. В рамках данной работы интерес представляют методы, разработанные в предположении, что ток сконцентриррван по оси провода. Электродинамическая задача

отыскания амплитудно-фазового распределения тока по проводникам антенны сводится к решению интегрального уравнения первого рода. Соответствующая задача является некорректно поставленной с неустойчивым решением. С практической точки зрения это означает, что амплитудно-фазовое распределение токов находится с точностью, недостаточной для определения входных сопротивлений антенн.

Необходимость использования численной параметрической оптимизации при синтезе излучателей обуславливает многократность решения электродинамической задачи по нахождению распределения токов. Это обстоятельство заставляет предпочесть именно эти методы в силу их большей скорости счета. В недавних работах В.В. Юдина и его учеников разрабатывается метод повышения точности расчета входных сопротивлений антенн в приближении осевого тока. Существо метода заключается в том, что для определения тока анализируется дальнее поле. Применение этого метода в наибольшей степени отвечало бы условиям поставленной задачи, поскольку в нем сочетается высокая скорость счета с точностью определения входных сопротивлений. Однако, непосредственное применение этих результатов к антенным системам, содержащим неизлучающие нагрузки, включенные в провода антенны, по-видимому, невозможно. Необходима разработка соответствующей модификации данного метода.

Для обеспечения достижения глобального минимума и сокращения вычислительных затрат при параметрической оптимизации излучателей, осо-бегаю с учетом заметной ресурсоемкости численных электродинамических методов, чрезвычайно важен корректный выбор начального приближения. С этой точки зрения целесообразен предварительный приближенный синтез с использованием упрощенных моделей излучателей. Наиболее перспективным в этом отношении представляется использование хорошо известного метода эквивалентных схем, успешно применявшегося ранее для анализа коротких вибраторов, однако для обеспечения применимости в рассматриваемой области исследования, в том числе для длинных антенн с реактивными элементами, указанный метод нуждается в дальнейшем развитии.

Цель работы - решение задачи обоснования принципиальных и технических решений многополосных излучателей, разработки методик и алгоритмов синтеза широкополосных излучателей, многополосных и широкополосных согласующих цепей, для создания передающих антенн регионального многопрограммного телевизионного вещания в диапазоне УВЧ, имеющей существенное значение для теории и техники антенн.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе выполнена следующая программа исследований.

1 Обоснование принципов построения антенн для многопрограммного регионального телевещания; разработка методики синтеза излучателей антенн с реактивными элементами.

2 Разработка методик синтеза многополосных и широкополосных согласующих цепей для антенн многопрограммного телевещания.

3 Разработка методики проектирования антенн для многопрограммного регионального телевещания.

4 Апробация и практическая реализация разработанных методик и алгоритмов.

Методы исследования. В работе использованы методы математического моделирования, аналитический аппарат электродинамики и теории антенн, аппарат метода ОЭЦ, методов полиномиального синтеза, аппарат теории линейных электрических цепей в части синтеза согласующих цепей, методы теории широкополосного согласования Боде-Фано-Юлы, численные методы расчета, анализа и оптимизации.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1 На основе развития метода эквивалентных схем разработана модель излучателя с реактивными элементами в виде цепи со ступенчато изменяющимися характеристиками, включая обоснование условий эквивалентности, формализацию в рамках модели основных требований к параметрам вибратора, вывод расчетных соотношений, постановку задачи синтеза.

2 Разработана методика синтеза широкополосных излучателей с реактивными элементами, включающая предварительный этап - синтез эквивалентной схемы и завершающий этап - синтез излучателя на основе решения электродинамической задачи методом интегрального уравнения, при формализации реактивного элемента уточненной моделью, обеспечивающей улучшение сходимости.

3 Разработана методика синтеза многополосных согласующих цепей для антенн многопрограммного телевещания, содержащая аналитическое определение условий существования решения, частную методику и алгоритм синтеза многополосной согласующей цепи на основе шлейфо-вых трансформаторов, частную методику и алгоритм синтеза многополосной согласующей цепи на основе линии с малыми квазипериодическими неоднородностями.

4 Разработана методика синтеза широкополосных согласующих цепей для антенн многопрограммного телевещания, состоящая из предварительной аппроксимации частотной характеристики входного импеданса излучателя нагрузкой Дарлингтона, оценки достижимых уровней согласования, предварительного этапа синтеза на основе метода Боде-Фано-Юлы и завершающего этапа синтеза на основе параметрической оптимизации.

Достоверность основных результатов работы обеспечивается адекватностью использованных методов электродинамики и теории антенн, аппарата метода ОЭЦ, полиномиального синтеза, численных методов расчета и анализа, аппарата теории линейных электрических цепей. Достоверность положений и выводов работы подтверждается результатами экспериментальных исследований.

Практическая ценность результатов работы заключается в следующем:

1 Построение алгоритмов синтеза излучателей и согласующих цепей на основе использовании приближенных моделей и методов на предварительном этапе и строгих моделей и методов на завершающем этапе обеспечивает снижение ресурсоемкости алгоритмов, быстрое достижение глобального оптимума и может найти применение при создании АФУ различного назначения.

2 Разработанная модель излучателя в виде цепи со ступенчато изменяющимися характеристиками обеспечивает достаточную адекватность на качественном уровне, высокую наглядность, и может быть применена для приближенного анализа широкого класса проволочных излучателей с им-педансными вставками или без них, включая излучатели сложной геометрии и излучатели с переменным сечением проводников.

3 Методики и алгоритмы синтеза широкополосных излучателей с реактивными элементами, многополосных и широкополосных согласующих цепей могут быть использованы для решения задач синтеза широкополосных и многополосных антенно-фидерных устройств радиосвязи и телерадиовещания диапазонов ОВЧ и УВЧ.

4 Разработанные методика и алгоритм проектирования антенн для многопрограммного регионального телевещания могут быть непосредственно применены для создания широкополосных и многополосных вибраторных антенн радиосвязи.

5 Разработанные технические решения излучателей вертикальной и горизонтальной поляризации, шлейфовых согласующих устройств и согласующих устройств в виде линии с малыми квазипериодическими неодно-родностями могут найти непосредственное применение в качестве узлов АФУ различного назначения.

Реализация результатов работы.

Результаты диссертационной работы:

- использованы, при непосредственном участии автора, в рамках выполнения ОКР «Плоскость» для синтеза многополосных согласующих цепей при разработке ФГУП СОНИИР в интересах Министерства обороны России изделий АФУ-МПП, АФУ-МВП, АФУ-РТР-С и АФУ-РТР-М, предназначенных для работы в составе подсистемы специальной подвижной связи;

-внедрены, с участием автора, в рамках работ по созданию передающей антенны телевизионного вещания по заказу ОАО ТРК «Терра».

Реализация результатов работы и достигнутый эффект подтверждены соответствующими актами.

Апробация результатов работы и публикации

Основные результаты по теме диссертационного исследования докладывались на X и XI Российских научных конференциях ПГАТИ (Самара, 2003 и 2004), 5-й международной научно-технической конференции «Пер-

спективные технологии в средствах передачи информации» (Владимир, 2003) и X Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 2004).

Основные научные и прикладные результаты диссертационной работы опубликованы в 8 научных статьях в периодической научной печати и материалах международной конференции, а также в 4 публикациях в форме тезисов докладов.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы и приложения. Основная часть работы содержит 161 страницу машинописного текста, 81 страницу рисунков. Список литературы содержит 154 наименования.

На защиту выносятся:

1 Модель излучателя с реактивными элементами в виде цепи со ступенчато изменяющимися характеристиками.

2 Методика синтеза широкополосных излучателей с реактивными элементами.

3 Методики синтеза многополосных и широкополосных согласующих цепей для антенн многопрограммного телевещания.

4 Алгоритм проектирования антенн для многопрограммного регионального телевещания, результаты его апробации и внедрения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, дан обзор состояния вопроса, сформулированы цель и основные задачи исследования, описаны состав и структура работы, показаны ее научная новизна и практическая ценность, приведены основные положения, выносимые на защиту.

Раздел 1 посвящен обоснованию принципов построения антенн для многопрограммного регионального телевещания и разработке методики синтеза излучателей антенн с реактивными элементами.

Обоснованы требования к антеннам для многопрограммного регионального телевизионного вещания и принципы их построения. Показано, что при создании антенн многопрограммного регионального телевизионного вещания в диапазоне УВЧ следует ориентироваться на использование простых вибраторов и обеспечение требуемых уровней согласования за счет согласующих устройств. Обоснован выбор симметричных вибраторов с реактивными вставками (нагрузками) в качестве перспективного базового технического решения. Обоснованы общие требования к излучателю.

В рамках развития метода эквивалентных схем предложена и обоснована приближенная модель вибратора в виде диссипативной цепи со ступенчато изменяющимися характеристиками на элементах с распределенны-

ми и сосредоточенными параметрами, формализованы основные требования к параметрам вибратора, получены необходимые расчетные соотношения, поставлена задача синтеза. Получены соотношения для параметров элементов эквивалентной схемы.

Разработана эквивалентная схема вибратора с реактивными элементами (рис. 1), определены условия эквивалентности

(1). Получены соотношения для элементов эквивалентной схемы

(2) и параметров модели (3).

Разработаны методика и общий алгоритм синтеза широкополосных излучателей с реактивными элементами, включающий предварительный (синтез эквивалентной схемы) и завершающий (с использованием решения электродинамической задачи в строгой постановке) этапы. В рамках общего алгоритма на предварительном этапе выполняется синтез эквивалентной схемы. На завершающем этапе выполняется синтез излучателя методами параметрической оптимизации на основе решения электродинамической задачи в строгой постановке, с использованием результата предварительного этапа в качестве начального приближения.

В рамках разработанного алгоритма завершающего этапа синтеза излучателя с реактивными элементами, применена параметрическая оптимизация с использованием решения электродинамической задачи методом интегрального уравнения с приближенным ядром. С использованием подхода, в рамках которого импеданс определяется как интегральный параметр, характеризующий энергетику поля антенны, разработана уточненная модель реактивного элемента для его формализации в рамках решения электродинамической задачи, обеспечившая улучшение сходимости.

В Разделе 2 отражены результаты разработки методики синтеза многополосных согласующих цепей для антенн многопрограммного телевещания.

В рамках разработки методики синтеза многополосных согласующих цепей для антенн многопрограммного телевещания обоснован подход

к задаче многополосного согласования, предусматривающий два основных этапа: этап аналитического синтеза, целью которого является получение первоначального варианта цепи, и этап параметрического синтеза (параметрической оптимизации) с использованием полученного в рамках этапа аналитического синтеза первоначального варианта цепи в качестве начального приближения. Выделены два типа многочастотных согласующих цепей: шлейфовые трансформаторы (устройства на основе введения в тракт нескольких относительно больших неоднородностей) и на основе линии с малыми квазипериодическими неоднородностями. Разработан общий алгоритм синтеза многополосной согласующей цепи, включающий предварительный выбор типа цепи и двухэтапный синтез (для любого варианта). Предусмотрены узлы принятия решений о смене типа цепи и об отказе от многополосной цепи (переход к синтезу широкополосной цепи или повторному синтезу излучателя).

Разработаны частная методика и алгоритм синтеза многополосной согласующей цепи на основе шлейфовых трансформаторов. Получены расчетные соотношения этапа аналитического синтеза:

EjCl ь-Sb-Jb-'.r.-^L.

~С2Е3 + Е2- е>}Е1

Е - 1 Е Е

' {01^2? 2 (ща>2У 1 {о)/»2?

и установлены условия существования решения задачи синтеза многополосной

цепи:

D =

о <°АЕг E2EÍ

а>гВ} j

+ 4

.{°>аТ

Jü)32 £, £2 - <u34 £,2 - £, ] > О

; ПРИ£з > 0; с ^{mlE.-E,) при£3<0

2тзЕ\Е> ЕгЕг Jq

2<°1Е1Е)

[£3/Мэ)Г

-<Cj<-

.Ml

v4B

Найдены выражения для ренормировки цепи-прототипа (рис. 2) и перехода к элементам с распределенными параметрами. Предусмотрен отказ от синтеза (смена типа цепи) для согласования более чем в трех полосах, а также в случаях, когда хотя бы для одной из частот не существует решение задачи синтеза трехчастотной цепи или при отрицательных результатах оценки реализуемости после ренормировки цепи-прототипа, перехода к цепи на элементах с распределенными параметрами и параметри-

Рис.2

ческой оптимизации. По результатам исследований сделана оценка области применения трехполосных цепей на основе шлейфовых трансформаторов.

Разработаны частная методика и алгоритм сшгтеза многополосной согласующей цепи на основе линии с малыми квазипериодическими неод-нородностями. Получены расчетные соотношения аналитического этапа для числа неоднородностей в ряде, длины ряда неоднородностей, минимального разноса частот и величин неоднородностей. Проанализированы частотные зависимости предельных значений основных параметров структуры при заданном уровне согласования. Структура алгоритма отличается простотой, что связано с простотой найденного решения задачи синтеза и является одним из несомненных достоинств предлагаемого варианта согласующих устройств на основе цепей данного типа.

Проведенный сравнительный анализ вариантов построения многополосной согласующей цепи позволил уточнить области их применения, достоинства и недостатки, а также ограничения с точки зрения технической реализации.

Раздел 3 посвящен разработке методики синтеза широкополосных согласующих цепей для антенн многопрограммного телевещания.

Применительно к тематике диссертационной работы выделены случаи, когда более выгодным является использование широкополосного согласования излучателя.

Рассмотрены основные подходы к задаче широкополосного согласования. Намечены возможные пути ее решения. В частности предложен поэтапный подход, обеспечивающий возможность построения эффективных алгоритмов синтеза широкополосных согласующих цепей.

С целью упрощения методики синтеза автором предложена аппроксимация реальной нагрузки в виде входного сопротивления излучателя простыми и достаточно хорошо изученными цепями-прототипами: нагрузкой Боде или в общем случае нагрузкой Дарлингтона. Рассмотрены вопросы синтеза нагрузки того и другого типов. Приведены основные формулы, необходимые для оценки уровней согласования в заданной полосе частот.

Разработан и реализован в виде вычислительных процедур алгоритм предварительного этапа синтеза широкополосной согласующей цепи на основе метода Боде-Фано-Юлы и математического аппарата теории линейных электрических цепей. Приведены основные расчетные соотношения для коэффициентов отражения в случае нагрузок Боде и Дарлингтона. Результаты предварительного этапа синтеза являются начальным приближением для алгоритма завершающего этапа синтеза.

Разработаны методика и общий алгоритм синтеза широкополосной согласующей цепи, состоящий из двух частей: предварительного этапа синтеза согласующей цепи и завершающего этапа (рис. 3).

0,8

0,4

0,1

г

Автором разработан и реализован вычислительный алгоритм завершающего этапа синтеза широкополосной согласующей цепи, на основе итеративного процесса. На каждой итерации осуществляется замена отдельной группы элементов цепи согласующего устройства с сосредоточенными параметрами на элементы с распределенными параметрами и параметрическая оптимизация цепи. Такой подход позволяет улучшить эффективность процесса синтеза за счет уменьшения времени, затрачиваемого на выполнение параметрической оптимизации. Для оценки эффективности предложенного автором подхода по сравнению с «классическим» методом проведено исследование временных затрат при использовании обоих подходов, результаты которого отражены на рис. 4, из которого очевиден заметный рост эффективности разработанного алгоритма (пунктирная кривая) с увеличением групп элементов в составе согласующей цепи.

/

г

/

л

2 3

Рис.4

Число групп

Раздел 4 отражает результаты диссертационного исследования в части разработки, апробации и практической реализации методики проектирования антенн для многопрограммного регионального телевещания.

Разработаны методика и алгоритм проектирования антенн для многопрограммного регионального телевещания на базе общих и частных методик и алгоритмов синтеза излучателей, многополосных и широкополосных согласующих устройств. В рамках общего алгоритма проектирования антенны этап синтеза согласующей цепи является частным алгоритмом.

Установлена иерархия рассмотренных типов согласующих устройств в зависимости от границ их применимости: шлейфовый транс -форматор, линия с квазипериодическими неоднородностями и широкополосное согласующее устройство на отрезках линий с распределенными параметрами.

В рамках апробации методики разработаны и экспериментально исследованы антенны вертикальной и горизонтальной поляризации для регионального многопрограммного телевизионного вещания.

Включением в состав вибраторов емкостных элементов удалось обеспечить требуемую широкополосность, которая в сочетании с применением согласующих цепей дает возможность изготавливать антенны, удовлетворяющие техническим требованиям к передающим ТВ антеннам.

Благодаря использованию результатов исследований и применению разработанных методик удалось достичь значительной унификации разрабатываемых антенн как в плане вариантов исполнения излучателей, так и касательно согласующих цепей:

-излучатели антенн и вертикальной и горизонтальной поляризации строятся на базе идентичных составных частей, коими являются плечи несимметричного вибратора;

-предложенная модульная конструкция согласующих цепей на основе шлейфовых трансформаторов может использоваться как для двух-, так и для трехполосных антенн;

-предлагаемые автором конструкции излучателей антенн и согласующих устройств обеспечивают простоту их производства.

Разработанная автором методика проектирования была апробирована при создании антенн вертикальной и горизонтальной поляризации. Для подтверждения результатов проектирования были проведены экспериментальные исследования антенн. Исследования включали в себя измерение входных импедансов излучателей в отдельности и антенн в целом (с согласующими цепями), а также измерения диаграмм направленности антенн. В частности, спроектированы и экспериментально исследованы:

-широкополосная несимметричная антенна вертикальной поляризации для работы в полосах 41,43 и 45 ТВ каналов (частотная зависимость КСВН приведена на рис. 5, ДН в вертикальной плоскости близка ДН полуволнового вибратора, в горизонтальной плоскости круг);

-трехполосная турникет-ная антенна горизонтальной поляризации для работы в полосах 23, 39 и 55 ТВ каналов (частотная зависимость

КСВН приведена на рис. 6, неравномерность ДН в горизонтальной плоскости не превышает ±3 дБ в полосе с 23 по 55 ТВ канал).

Результаты экспериментальных исследований показали хорошее соответствие параметров моделируемых антенн предъявляемым к ним требованиям и, соответственно, позволили сделать вывод о состоятельности и достоверности основных научно-практических результатов диссертационной работы.

В заключении сформулированы основные научные и практические результаты диссертационной работы.

Установлены основные факторы, определяющие требования к антен-но-фидерным устройствам станций регионального многопрограммного ТВ вещания. Обоснованы основные требования к антеннам для многопрограммного регионального телевизионного вещания и принципы их построения. Обоснованы общие требования к излучателю с реактивными элементами.

Разработаны методика и общий алгоритм синтеза широкополосных излучателей с реактивными элементами. Разработана эквивалентная схема вибратора с реактивными элементами в виде диссипативной цепи со ступенчато изменяющимися характеристиками на элементах с распределенными и сосредоточенными параметрами. Разработан алгоритм предварительного этапа синтеза.

Разработан алгоритм завершающего этапа синтеза излучателя с реактивными элементами на основе применения параметрической оптимизации с использованием решения электродинамической задачи методом интегрального уравнения с приближенным ядром. Разработана уточненная модель реактивного элемента для его формализации в рамках решения электродинамической задачи, обеспечившая улучшение сходимости.

Разработан общий алгоритм синтеза многополосной согласующей цепи, включающий предварительный выбор типа цепи и двухэтапный синтез (для любого варианта). Разработаны частная методика и алгоритм синтеза многополосной согласующей цепи на основе шлейфовых трансформаторов. Разработаны частная методика и алгоритм синтеза многополосной согласующей цепи на основе линии с малыми квазипериодическими неоднородностями.

Разработаны методика и общий алгоритм синтеза широкополосной согласующей цепи, состоящий из двух частей: предварительного этапа синтеза согласующей цепи и завершающего этапа. Разработан и реализован в виде вычислительных процедур алгоритм предварительного этапа синтеза широкополосной согласующей цепи на основе метода Боде-Фано-Юлы и математического аппарата теории линейных электрических цепей. Разработан и реализован вычислительный алгоритм завершающего этапа синтеза широкополосной согласующей цепи; на основе итеративного процесса.-

Разработаны методика и алгоритм проектирования антенн для многопрограммного регионального телевещания на базе общих и частных методик и алгоритмов синтеза излучателей, многополосных и широкополосных согласующих устройств.

В рамках апробации методики разработаны и экспериментально исследованы антенны вертикальной и горизонтальной поляризации для регионального многопрограммного телевизионного вещания.

Результаты экспериментальных исследований показали хорошее соответствие параметров моделируемых антенн предъявляемым к ним требованиям и, соответственно, позволили сделать вывод о состоятельности и достоверности основных научно-практических результатов диссертационной работы.

Основные результаты диссертационной работы внедрены при выполнении работ в интересах Минобороны России и региональной телерадиокомпании.

В Приложении приводятся акты об использовании результатов диссертационной работы.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Невский А.В. Малогабаритные антенны с реактивными элементами для двухпрограммного телевизионного вещания // Тезисы докл. X Российской научной конференции ПГАТИ. - Самара, 2003. - С. 110.

£ - 9 5 2 в

2. Бондарь И.В., Невский А.В. Особенности размещения антенн регионального теле- и радиовещания на неспециализированных опорах // Вестник СОНИИР. -

2003.-№1(3).-С.30-34.

3. Красильников АД-» Невский А.В. Малогабаритные антенны для ТВ вещания // Вестник СОНИИР. - 2003. - №1 (3). - С.67-71.

4. Красильников А.Д-, Невский А.В. Перспективы создания нового поколения типовых малогабаритных передающих антенн для региональных объектов многопрограммного аналогового и цифрового телевизионного вещания // Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 5-й международной научно-технической конференции (1-4 июля 2003 г., г. Владимир). - Владимир: Связь-оценка, 2003. - С.64-66.

5. Красильников А.Д., Невский А.В. Пространственные и импедансные характеристики антенн многопрограммного ТВ вещания с реактивными элементами в составе излучателей // Антенны. - 2003. - №9 (76). - С.58-61.

6. Невский А.В. Анализ частотных характеристик входного импеданса излучателей с реактивными элементами для антенн многопрограммного ТВ вещания // Вестник СОНИИР. - 2003. - №2 (4). - С.67-71.

7. Невский А.В. Синтез многополосных согласующих цепей для антенн многопо-граммного регионального телевизионного вещания // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот. - 2003. -№ 1 (37). - С. 121-128.

8. Мишин МА, Невский А.В. Проблема реализации и синтеза согласующих цепей для многополосных антенных систем. //Ангенны.-2004.—№3. -65-69.

9. Невский А.В. Особенности применения предельных соотношений Боде-Фано-Юлы для случая многополосного согласования // Тезисы докл. XI Российской научной конференции ПГАТИ. - Самара, 2004. - С. 149-150.

10. Невский А.В. Синтез согласующих цепей в составе многополосных передающих антенн. // Тезисы докл. XI Российской научной конференции ПГАТИ. -Самара, 2004.-С.150-151.

11. Минкин М.А., Невский А.В. Использование эквивалентных схем на основе отрезков линий при решении задач анализа и синтеза многочастотных вибраторных антенн // Вестник СОНИИР. - 2004. - №1 (5). - С.65-70.

12. Невский А.В. Методика синтеза многополосных согласующих цепей на основе шлейфовых трансформаторов // X Международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, апрель 2004 г.). - Воронеж,

2004. -С.2095-2106.

Подписано в печать 27.04.2004 г. Формат 60x84/16. Печать оперативная. Бумага офсетная. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 381

Типография ООО "ИНСОМА-ПРЕСС, 443011, г. Самара, ул. Советской Армии, 217

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ АНТЕНН 19 ДЛЯ МНОГОПРОГРАММНОГО РЕГИОНАЛЬНОГО ТЕЛЕВЕЩАНИЯ. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ СИНТЕЗА ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ АН> ТЕНН С РЕАКТИВНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

1.1 Основные требования к антеннам для многопрограммного ре- 19 тонального телевизионного вещания. Обоснование принципов построения антенн и выбор перспективных принципиальных и технических решений

1.2 Обоснование общих требований к излучателю с реактивными 33 ф элементами. Постановка задачи синтеза излучателя

1.3 Разработка методики и общего алгоритма синтеза излучателей 47 антенн с реактивными элементами

1.4 Разработка упрощенной модели и алгоритма предварительного 58 этапа синтеза излучателя с реактивными элементами на основе метода эквивалентных схем

1.5 Разработка алгоритма завершающего этапа синтеза излучателя 66 ф с реактивными элементами на основе применения строгих электродинамических методов

1.6 Выводы по разделу

2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ СИНТЕЗА МНОГОПОЛОСНЫХ 82 СОГЛАСУЮЩИХ ЦЕПЕЙ ДЛЯ АНТЕНН МНОГОПРОГРАММНОГО

• ТЕЛЕВЕЩАНИЯ

2.1 Обсуждение подходов к задаче многополосного согласования.

Методика и общий алгоритм синтеза многополосной согласующей цепи

2.2 Разработка частной методики и алгоритма синтеза многопо- 89 лосной согласующей цепи на основе шлейфовых трансформаторов

2.3 Разработка частной методики и алгоритма синтеза многопо- 110 лосной согласующей цепи на основе линии с малыми квазипериодическими неоднородностями

2.4 Сравнительный анализ вариантов построения многополосной 122 согласующей цепи. Оценка их областей применения

2.5 Выводы по разделу

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ СИНТЕЗА ШИРОКОПОЛОС- 135 НЫХ СОГЛАСУЮЩИХ ЦЕПЕЙ ДЛЯ АНТЕНН МНОГОПРОГРАММНОГО ТЕЛЕВЕЩАНИЯ

3.1 Обсуждение подходов к задаче широкополосного согласова- 135 ния. Методика и общий алгоритм синтеза широкополосной согласующей цепи

3.2 Аппроксимация частотной характеристики входного импедан- 141 са излучателя. Синтез, нагрузки Дарлингтона. Оценка достижимых уровней согласования

3.3 Разработка алгоритма предварительного этапа синтеза широ- 155 кополосной согласующей цепи на основе метода Боде-Фано-Юлы

3.4 Разработка алгоритма завершающего этапа синтеза широкопо- 166 лосной согласующей цепи на основе параметрической оптимизации

3.5 Выводы по разделу

4. РАЗРАБОТКА, АПРОБАЦИЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИ- 179 З^АДИЯ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АНТЕНН ДЛЯ МНОГОПРОГРАММНОГО РЕГИОНАЛЬНОГО ТЕЛЕВЕЩАНИЯ

4.1 Разработка методики и алгоритма проектирования антенн для 179 многопрограммного регионального телевещания

4.2 Апробация и практическая реализация методики проектирова- 193 ния при создании антенн вертикальной поляризации

4.3 Апробация и практическая реализация методики проектирова- 210 ния при создании антенн горизонтальной поляризации

4.4 Экспериментальное исследование антенн

4.5 Выводы по разделу

В настоящее время телевизионным вещанием охвачено около 99% населения Российской Федерации, в том; числе и 97% сельского. Но в плане количественного обеспечения населения различными телевизионными программами ситуация в стране на данный момент не столь оптимистична.

По данным Госкомстата на начало XXI века две и более программ телевидения могут смотреть, соответственно 96,7% и 91,4% населения страны; три и более программ 67,1% и 34,5%, соответственно; четыре программы;и-более 38,6% и 11,1%, соответственно.

Почти в; 18 тысячах населенных пунктов России принимается всего одна телевизионная программа. Очевидно, что в такой ситуации нельзя говорить о достаточно полноценном обеспечении населения услугами электронных средств массовой информации:

Если для городов перспективным является кабельное телевидение, то для сельской местности замены эфирному телевидению, по-видимому, не будет еще очень долгое время [65,, 97]. Такое положение особенно характерно для восточных регионов России с их большими редко населенными территориями:

Несмотря на. успехи в развитии кабельного, спутникового и MMDS-телевидения, . потребность в телевизионных каналах неуклонно возрастает. Так, в Самаре за последние полтора десятилетия количество эфирных телеканалов увеличилось с двух до двенадцати.

Ежегодно в России выдаются сотни вещательных лицензий, что неизбежно ведет к росту числа телевизионных каналов и увеличению одновременно работающих радиосредств в < диапазоне телевизионного вещания. Вместе с тем, рынок телевизионных услуг радиотелевизионного вещания развивается в стране неравномерно. В более благоприятных условиях находится население городов и крупных населенных пунктов. По мере изменения структуры электронных средств массовой информации, совершенствования техники формирования, передачи и приема телевизионных программ, совмещения их с передачей других видов информации и перехода к интерактивному режиму работы ожидается рост как государственного, так и общественного интереса к телевизионному (в том числе цифровому) вещанию.

Рост числа станций регионального телевизионного вещания, особенно в сельской местности, разумеется, будет меньше, чем в мегаполисах, но, тем не менее, ожидается ощутимым. Отечественным разработчикам и производителям нужно быть готовыми к быстрому увеличению спроса в соответствующем секторе рынка телекоммуникационного оборудования.

Особенно остро стоит проблема обеспечения объектов регионального телевещания антенно-фидерным оборудованием. Установка сложных антенных систем совместно со сравнительно маломощными передатчиками для организации регионального ТВ вещания нецелесообразна экономически, поскольку стоимость такой антенно-фидерной системы будет существенно превышать, стоимость передающего (ретрансляционного) оборудования. Строительство новых опор (как типовых, так и ? нестандартных) для размещения таких антенных систем требует значительных финансовых затрат, выделения:свободной площадки вблизи места размещения технических средств.

В связи с этим решение актуальной задачи развития сети регионального» многопрограммного телевизионного вещания неизбежно будет тормозиться (что уже наблюдается) отсутствием: дешевых, компактных, конструктивно простых широкополосных маломощных передающих антенн.

Таким образом, существует актуальная;научно-техническая проблема развития теоретической и технической базы в области анализа, синтеза и проектирования маломощных широкополосных и многополосных антенн в целях создания< передающих антенн диапазона: УВЧ для регионального многопрограммного телевизионного вещания.

Состояние вопроса в рассматриваемой области характеризуется? следующими основными достижениями.

Трудности ? сокращения стоимости, массы и габаритных размеров s антенн связаны с определенными принципиальными факторами, которые не позволяют уменьшить стоимость антенны пропорционально уменьшению мощности; Действительно, основные габаритные размеры антенны определяются; не мощностью, а ее направленными свойствами и входным сопротивлением, т.е. условиями согласования с фидером передатчика

Направленность антенны маломощной телестанции в общем; может быть» снижена;относительно мощной'антенны за счет уменьшения зоны.обслуживания;; что,, впрочем, не: всегда оправдано энергетически., Еще серьезнее обстоит дело: с вопросом согласования. Как известно [40, 44, 102] к передающим телевизионным антеннам;предъявляются• высокие требования по согласованию, гораздо ! более жесткие, чем к антеннам для звукового вещания; во; избежание повторов на экранах телезрителей: В больших антеннах мощных телестанций этот вопрос решается'путем компенсации отражений,, как; правило, двукратной [28, 35]; возникающих от отдельных вибраторов или частей антенны, которая представляет собой многоэлементную многоэтажную антенную решетку. Многократная' компенсация отражений обеспечивает высокий уровень согласования (коэффициент бегущей волны 0,9; 0,95) в широкой полосе частот (включающей; в себя весь телевизионный диапазон или даже два диапазона — четвертый и пятый). Но, разумеется, для < малых антенн такая сложная схема компенсации отражений не может быть применена;

Для расширения диапазона:частот малых передающих телевизионных антенн представляется;перспективным подход, заключающийся? в использовании реактивных вставок, включенных в провод антенны [1,2, 4-6, 36, 49, 64, 80-82, 84, 85, 88-92, 126, 128-130, 132, 134, 136, 140]. Применение катушек, включаемых последовательно в провод антенны, известно уже очень, давно [87, 126]. При таком включении антенна настраивается- в: резонанс на рабочей частоте, антенна получается короче, чем резонансная антенна без катушки, настроенная на ту же частоту, а полоса частот уже, чем у антенны без катушки. При последовательном включении конденсатора картина получается обратная: резонансная длина антенны увеличивается, полоса частот расширяется. Включение в провод антенны многих конденсаторов с соответствующими интервалами между ними обеспечивает равномерное согласование антенны в широкой полосе частот [64, 134]:

Исследованы характеристики и рассмотрена методика расчета различных типов антенн с реактивными вставками, в частности, в трудах Т. Маклина, Д. Найкви-ста, В:В. Овсяникова и других ученых [36, 49, 64, 80, 81, 129, 130, 132, 134, 140]; предложен ряд технических решений [1, 2, 4-6, 84, 85, 88-92] антенн различного назначения, к которым предъявляются существенно менее жесткие требования по согласованию, чем к телевизионным. Однако в известной литературе не удалось обнаружить сведений о методиках реализации: упомянутым способом простых телевизионных антенн, равно как и соответствующих схем и конструкций таких антенн.

На- основании детального изучения упомянутой выше научно-технической^ патентной литературы можно сделать заключение, что упомянутым выше способом ?. может быть достигнута у относительно простых антенн достаточно широкая полоса частот (целиком ? каждый из дециметровых телевизионных диапазонов или даже оба этих диапазона). Однако уровень согласования, достаточный для передачи телевидения, особенно аналогового, в той же полосе частот, по-видимому, недостижим; без принятия дополнительных мер. Очевидно,, в пределах полосы (полос) рабочих частот (поддиапазонов или отдельных телевизионных каналов) необходима- дополнительная коррекция согласования с помощью неперестраиваемых широкополосных или многополосных согласующих устройств.

По вопросам широкополосного согласования импедансов имеется обширная научно-техническая литература, которая здесь частично цитирована [8,

9, 13,21, 23, 25, 26, 34, 38, 39, 42, 43, 46, 58, 59, 61-63, 69, 71, 83, 90, 95, 96, 98, 99, 105,106, 108-111, 113,115, 120, 121, 123^ 133, 135, 137, 141]. Существенный вклад в теорию и практику согласующих устройств внесен трудами Р. Фа-но, Вай Кайченя, Х.Дж. Карлина, Г.Г. Чавки, A.JL Бузова, JI.C. Казанского, М.А. Минкина, B.JI. Карякина и ряда других авторов. Определены принципиальные ограничения на достижимые уровень и полосу согласования [105], в том числе. в пределах нескольких отдельных полос [109]. Рассмотрены как классический, так и численный методы синтеза, в том числе с использованием процесса оптимизации в области действительных частот [21, 34, 39, 42, 43, 58, 69, 71, 95, 96, 98,99, 108-111, 113, 121, 123, 133, 135, 137, 141]. Предложен ряд согласующих устройств, в том числе простых в реализации, но эффективных для относительно узких полос [8, 9, 23, 25, 26, 38, 59, 60, 63, 83, 115, 120], в частности, для,нескольких полос [25j 26, 38, 60, 109]. Однако, применительно к проблематике исследования, указанные методы и технические решения нуждаются в дальнейшем развитии.

Просты в изготовлении и настройке согласующие устройства на несколько частот или узких полос, основанные на периодическом включении неодно-родностей в фидер [3^ 54, 60]. По-видимому, подобные, устройства перспективны и в рамках проблематики исследования, несмотря на то, что они- имеют относительно большую электрическую длину.

На основе использования и дальнейшего развития упомянутых выше научно-технических достижений, с учетом относительно малых уровней мощностей; передатчиков, по-видимому, могут быть < созданы простые и, компактные устройства для согласования малых телевизионных передающих антенн в пределах нескольких раздельно расположенных полос телевизионных каналов (групп каналов) и разработаны методики их проектирования:

Для успешного синтеза согласующих устройств необходимо знание точного значения полного входного сопротивления антенны в требуемых полосах, частот. Это может быть достигнуто путем применения численных электродинамических методов расчета. Нас интересуют методы, позволяющие рассчитывать антенны, состоящие из проводов, т.е. проводящих элементов^ поперечные размеры которых много ■> меньше длины рабочей волны и значительно меньше * длины самих проводников, что позволяет пренебречь токами, текущими не параллельно оси проводника [24, 27, 29, 30-33, 53, 56, 57, 66, 67, 74-78, 112, 116119, 122, 124, 125j 131, 138, 139]. Такие методы к настоящему времени в значительной степени развиты и продолжают интенсивно развиваться, в частности, A.JL Бузовым, В.В. Юдиным, В.А. Негановым. Все эти методы могут быть разделены на двегруппы: Методы первой; группы [66, 67, 75, 118, 122, 125, 131] разработаны в предположении, что ток сконцентрирован по оси провода; с математической точки зрения это означает, что электродинамическая задача отыскания амплитудно-фазового распределения тока по проводникам антенны сводится к решению интегрального уравнения i первого рода. Соответствующая задача является некорректно поставленной с. неустойчивым решением:. С практической же точки зрения это означает, что амплитудно-фазовое распределение токов определяется не совсем точно: обычно точность бывает вполне достаточной для расчета диаграмм направленности, но часто бывает не достаточной для определения- входных сопротивлений антенн, особенно, если имеются резкие перепады в размерах сечения проводников. Достоинством этой группы методов является скорость счета. Методы второй группы [24, 30, 32, 33, 56, 57, 77, 78, 138]; разработаны в предположении, что токи текут по поверхности: проводников, что в большей степени соответствует физической реальности; соответствующая математическая задача является корректно поставленной- и< точность определения; токов; получается выше, чем у первой группы методов, однако, скорость счета получается меньшей. В нашем случае было бы целесообразным использование какого-либо метода из второй группы, если бы синтез согласующего устройства предполагалось. производить для уже выбранной конкретной антенны. Однако для получения наилучшего результата целесообразно синтезировать одновременно весь комплекс антенна - согласующее устройство.

Предполагается, что, по крайней мере, на завершающем этапе синтеза, будет использована численная параметрическая; оптимизация; при этом электродинамическая задача по определению распределения токов должна решаться многократно. Это обстоятельство заставляет предпочесть первую группу методов. В недавних работах В.В!; Юдина и его учеников разрабатывается метод повышения точности расчета входных сопротивлений антенн в приближении осевого тока [ЗГ, 74, 119]. Существо метода заключается в том, что для определения тока анализируется дальнее: поле. Применение этого метода в наибольшей степени, отвечало бы условиям стоящей перед нами задачи, поскольку в нем сочетается высокая скорость счета с точностью определения входных сопротивлений. Однако, непосредственное применение этих результатов к антенным системам, содержащим неизлучающие нагрузки, включенные в провода: антенны, по-видимому, невозможно. Необходима разработка соответствующей модификации данного метода.

Для обеспечения: достижения глобального минимума и сокращения вычислительных затрат при параметрической оптимизации излучателей, особенно: с учетом заметной ресурсоемкости численных электродинамических методов, чрезвычайно важен корректный выбор начального приближения. С этой точки зрения целесообразен предварительный 1 приближенный синтез с использованием упрощенных моделей; излучателей; Наиболее перспективным в этом отношении представляется использование хорошо известного метода эквивалентных схем [14; 70, 101], успешно применявшегося ранее для анализа коротких вибраторов, однако для обеспечения применимости в рассматриваемой; области исследования, в том- числе для длинных антенн с реактивными элементами, указанный метод нуждается в дальнейшем развитии.

Цель работы - решение задачи обоснования принципиальных и технических решений многополосных излучателей, разработки методик и алгоритмов синтеза широкополосных излучателей, многополосных и широкополосных coгласующих цепей, с целью создания передающих антенн диапазона УВЧ для регионального многопрограммного телевизионного вещания,, имеющей существенное значение для теории и техники антенн.

Для достижения поставленной цели в настоящей диссертационной работе выполнена следующая программа исследований.

Основные результаты диссертационной работы внедрены при выполнении работ в интересах Минобороны России и региональной телерадиокомпании.

Внедрение результатов работы и достигнутый эффект подтверждены соответствующими актами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе анализа тактических и технико-экономических особенностей создания и эксплуатации передающих станций, регионального телевизионного вещания установлены основные факторы, определяющие требования к их ан-тенно-фидерным устройствам. Обоснованы основные требования к антеннам для многопрограммного регионального телевизионного вещания и принципы их построения. Показано, что, с учетом относительно малых; уровней мощности передатчиков; при создании антенн многопрограммного регионального телевизионного вещания в диапазоне УВЧ следует ориентироваться: на использование простых диапазонных или широкополосных вибраторов и обеспечение требуемых уровней согласования на частотах заданных телевизионных каналов за счет соответствующих широкополосных или многополосных согласующих устройств. Обоснован выбор симметричных вибраторов с реактивными вставками (нагрузками) в качестве перспективного базового технического решения.

Обоснованы общие требования к излучателю с реактивными элементами. На основе развития известного метода эквивалентных схем разработана приближенная модель вибратора как длинной линии с потерями, определены условия эквивалентности, выполнена формализация основных требований к параметрам вибратора, получены необходимые расчетные соотношения, поставлена задача синтеза. Разработаны методика и общий алгоритм синтеза широкополосных излучателей с реактивными элементами. В рамках общего алгоритма на предварительном этапе выполняется синтез эквивалентной, схемы. На завершающем этапе выполняется синтез излучателя методами параметрической оптимизации на основе решения электродинамической задачи в строгой постановке, с использованием: результата предварительного этапа в качестве начального приближения.

В рамках развития метода эквивалентных схем и конкретизации разработанной приближенной модели вибратора разработана эквивалентная схема вибратора с реактивными элементами в виде диссипативной цепи со ступенчато изменяющимися; характеристиками, на элементах с распределенными и сосредоточенными параметрами. Получены соотношения для параметров элементов эквивалентной схемы. Разработан алгоритм предварительного этапа синтеза:

Разработан алгоритм завершающего этапа синтеза излучателя с реактивными элементами на основе применения параметрической оптимизации с использованием решения электродинамической * задачи методом; интегрального уравнениях приближенным ядром. Разработана уточненная модель реактивного элемента для его формализации в рамках решения электродинамической задачи, обеспечившая улучшение сходимости:

В рамках разработки методики, синтеза многополосных согласующих цепей для антенн многопрограммного телевещания обоснован подход к задаче многополосного согласования, предусматривающий два основных этапа: этап аналитического синтеза, целью которого является получение первоначального варианта цепи, и этап параметрического синтеза (параметрической оптимизации) с использованием полученного в рамках этапа аналитического синтеза первоначального варианта цепи в качестве начального приближения. Выделены два типа многочастотных согласующих цепей: шлейфовые трансформаторы (устройства на основе введения в тракт нескольких относительно больших неоднородностей) и на основе линии с малыми квазипериодическими неоднород-ностями. Разработан общий алгоритм синтеза многополосной согласующей цепи, включающий предварительный выбор типа цепи и двухэтапный синтез (для любого варианта). Предусмотрены узлы принятия решений о смене типа цепи и об отказе от многополосной цепи (переход к синтезу широкополосной цепи или повторному синтезу излучателя).

Разработаны частная методика и алгоритм синтеза многополосной согласующей цепи на основе шлейфовых трансформаторов. Получены расчетные соотношения этапа аналитического синтеза и установлены условия существования^ решения задачи синтеза многополосной цепи. Найдены выражения для ренормировки цепи-прототипа и 1 перехода к элементам с распределенными параметрами. Предусмотрен отказ от синтеза (смена типа цепи) для согласования более, чем в трех полосах, а также в случаях, когда хотя бы для одной из частот не существует решение задачи; синтеза трехчастотной цепи или при отрицательных результатах оценки реализуемости после ренормировки цепи-прототипа, перехода к цепи на элементах с распределенными параметрами и параметрической оптимизации.

Разработаны частная методика и алгоритм синтеза многополосной согласующей цепи на основе линии с малыми квазипериодическими неоднородно-стями. Получены расчетные соотношения аналитического этапа. Проанализированы частотные зависимости предельных значений основных параметров структуры при заданном уровне согласования.

Проведенный сравнительный анализ вариантов построения многополосной согласующей цепи позволил уточнить области их применения, достоинства и недостатки, а также ограничения с точки зрения технической реализации.

Применительно к тематике диссертационной работы выделены случаи, когда более выгодным является использование широкополосного согласования излучателя.

Рассмотрены основные подходы к задаче широкополосного согласования. Намечены возможные пути ее решения. В частности предложен, поэтапный подход, обеспечивающий возможность построения эффективных алгоритмов синтеза широкополосных согласующих цепей.

Разработаны методика и общий алгоритм синтеза широкополосной согласующей цепи, состоящий из двух частей: предварительного этапа синтеза, согласующей цепи и завершающего этапа.

С целью упрощения методики синтеза автором предложена аппроксимация реальной нагрузки в виде входного сопротивления излучателя простыми; и достаточно хорошо изученными цепями-прототипами: нагрузкой Боде или в общем случае нагрузкой Дарлингтона. Рассмотрены вопросы синтеза нагрузки того и другого типов. Приведены основные формулы, необходимые для оценки уровней согласования в заданной полосе частот.

Разработан и реализован в виде вычислительных процедур алгоритм предварительного этапа синтеза широкополосной согласующей цепи на основе метода. Боде-Фано-Юлы и математического аппарата теории линейных электрических цепей. Приведены основные расчетные соотношения для коэффициентов отражения в случае нагрузок Боде и Дарлингтона.

Результаты предварительного этапа синтеза являются начальным приближением для алгоритма завершающего этапа синтеза.

Автором разработан и реализован вычислительный алгоритм завершающего этапа синтеза широкополосной согласующей цепи, на основе итеративного процесса. На каждой итерации осуществляется замена отдельной группы элементов цепи согласующего устройства с сосредоточенными параметрами на элементы с распределенными параметрами и параметрическая оптимизация цепи. Такой подход позволяет улучшить эффективность процесса синтеза за счет уменьшения времени, затрачиваемого на выполнение параметрической оптимизации.

Разработаны методика и алгоритм проектирования антенн для многопрограммного регионального телевещания на базе общих и частных методик и алгоритмов синтеза излучателей, много полосных и широкополосных согласующих устройств.

В рамках апробации методики разработаны и экспериментально исследованы антенны вертикальной и горизонтальной поляризации для регионального многопрограммного телевизионного вещания.

Включением в состав вибраторов емкостных элементов удалось обеспечить требуемую широкополосность, которая в сочетании с применением согласующих цепей дает возможность изготавливать антенны, удовлетворяющие техническим требованиям к передающим ТВ антеннам.

Благодаря использованию результатов исследований и применению разработанных методик удалось достичь значительной унификации разрабатываемых антенн как в плане вариантов исполнения. излучателей, так и касательно согласующих цепей:

- излучатели антенн и вертикальной и горизонтальной поляризации строятся на базе идентичных составных частей, коими являются плечи несимметричного вибратора;

- предложенная модульная конструкция согласующих цепей на основе шлейфовых трансформаторов может использоваться как для двух-, так и для трехполосных антенн;

- предлагаемые автором конструкции излучателей антенн и согласующих устройств обеспечивают простоту их производства.

Разработанная автором методика проектирования была апробирована при создании антенн вертикальной и; горизонтальной поляризации. Для подтверждения результатов проектирования были проведены экспериментальные исследования; антенн. Исследования включали в себя измерение входных импе-дансов излучателей в отдельности и антенн в целом (с согласующими цепями), а также измерения диаграмм направленности антенн.

Результаты экспериментальных исследований показали хорошее соответствие параметров моделируемых антенн предъявляемым к ним требованиям и, соответственно, позволили сделать вывод о состоятельности и достоверности основных научно-практических результатов диссертационной работы.

1. А.с. 1023462 СССР, МКИ Н 01 Q 7/00. Рамочная антенна / В.В. Овсяников (СССР). 4 е.: ил. Опубл. 15.06.83 в Б.И. №22.

2. А.с. 1081708 СССР, МКИ Н 01 Q 9/00. Антенна / В.В. Овсяников (СССР). 3 е.: ил. Опубл. 23.03.84 в Б.И. №11.

3. А.с. 327542 СССР, МКИ И 01 Р 5/08. Устройство для настройки фидера на бегущую волну / Л.С. Казанский (СССР). 2 е.: ил. Опубл. 26.01.1972 Б.И. №5.

4. А.с. 624540 СССР, МКИ Н 01 Q 7/00. Рамочная антенна / В.В. Овсяников (СССР).-4 е.: ил. Опубл. 23.08:1983 в Б.И. №31.

5. А.с. 793269 СССР, МКИ Н 01 Q 7/00. Петлевая антенна / В.В: Овсяников (СССР). 2 с.: ил. Опубл. 23.08.1983 в Б.И. №31.

6. А. с. 820582 СССР, МКИ Н 01 G 9/00. Вибраторная антенна / В.В. Овсяников, Г.А. Вишневская. -2 с.: ил. Опубл. 23.08.83 в БИ№31.

7. Азаров Г.И., Перфилов О.Ю. Место, роль и основные направления развития антенно-фидерных устройств радиосвязи и радиовещания // Антенны. -2001.-№7.-С. 6-10.

8. Айзенберг А.Г. Согласование периодических неоднородностей // Электросвязь. №7. - 1975. - С. 58-62.

9. Айзенберг Г.З., Курашов А.Г. Согласование фидерного тракта с комплексной нагрузкой // Радиотехника. — 1984. №10. - С. 13-15.

10. Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ / Под ред. Г.З. Айзенберга. В 2-х ч. 4.1 -М.: Связь, 1977. -384 с.

11. Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ / Под ред. Г.З. Айзенберга. В 2-х ч. 4.2 М.: Связь, 1977. - 288 с.

12. Айзенберг Г.З. Коротковолновые антенны. М.: Связьиздат, 1962. - 816с.

13. Алексеев О.В., Чавка Г.Г., Шостакович С.Б. Синтез широкополосного согласующего устройства для многовибраторной антенны // Известия ЛЭТИ. -1981.-№294.-С. 55-61.

14. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн: Учебник для вузов / Г.А. Ерохин, О.В. Чернышев, Н.Д. Козырев, В.Г. Кочержевский; Под ред. Г.А. Ерохина. М.: Радио и связь, 1996. - 352 с.

15. Антенно-фидерные устройства систем сухопутной подвижной связи / A.JI. Бузов; JI.C. Казанский, В.А. Романов, Ю.М. Сподобаев; Под ред. АЛ. Бу-зова. — М.: Радио и связь, 1997. — 150 с.

16. Антенно-фидерные устройства: технологическое оборудование и экологическая безопасность / A.JI. Бузов, JI.C. Казанский, А.Д. Красильников и др.; Под ред. A.JI. Бузова. — М.: Радио и связь, 1998. 221 с.

17. Антенны для радиовещания и радиосвязи. 4 1. Коротковолновые антенны / С.П. Белоусов, Р.В. Гуревич, Г.А. Кпигер, В.Д. Кузнецов. М.: Связь, 1978.- 136 с.

18. Атабеков Г.И. Теория линейных электрических цепей. — М.: Советское радио, 1960. 318 с.

19. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс: Пер. с англ. — М.:.Ра-дио и связь, 1988. 128 с.20.- Белоусов С.П., Гуревич Р.В., Кпигер Г.А. и др. Антенны для радиовещания и радиосвязи. Ч. 1. Коротковолновые антенны. -М-: Связь, 1978. — 136 с.

20. Богачев В.М., Дмитриев С.В. Решение задачи,предельного широкополосного согласования на основе коэффициентных ограничений Юлы // Радиотехника и электроника. 1986. -№12. — С. 2431-2436.

21. Боде Г. Теория цепей и проектирование усилителей с обратной связью. ГИИЛ, 1948.

22. Борийчук Г.И., Лунев С.Ф., Сергеев В.М. Электрические характеристики трехэлементных согласующих цепей передающих антенно-фидерных трактов // Техника средств связи. Техника радиосвязи: — 1984. — №5. — С. 3-11.

23. Бузов А.Л., Сподобаев Ю.М., Филиппов Д.В. и др. Преобразование интегрального уравнения Поклингтона к сингулярному интегральному уравнению // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. 1999. - 7, №1 - С. 59-63.

24. Бузов А.Л., Минкин М.А., Юдин В.В. Многочастотное согласование излучателей антенных решеток центральных станций радиосвязи с подвижными объектами7/ Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. — 1998. 6, №1. — С. 22-27.

25. Бузов А. Л., Юдин В: В. Современные методы электродинамического анализа проволочных антенн. Проблемы, решения, заблуждения // Антенны. — 2003.-№1.-С. 8-13.

26. Бузов А.Л. УКВ антенны для радиосвязи с подвижными объектами, радиовещания и телевидения. — М.: Радио и связь, 1997. — 293 с.

27. Бузова М. А., Юдин В. В. Электродинамический анализ излучающих систем с использованием функций распределения заряда// Антенны. 2003. — №1.-С. 19-25.

28. Бузова М.А., Юдин В.В. Об использовании принципа сжимающих отображений при исследовании проблемы существования и единственности решения интегральных уравнений второго рода для линейных вибраторов // Антенны. 2003. - №9. - С. 23-26.

29. Бузова М.А., Юдин В.В. Методика расчета входного импеданса проволочной антенны на основе уравнения баланса энергии // Антенны. — 2004. — №3.

30. Бузова М.А. Интегральное уравнение Фредгольма второго рода для линейного вибратора, имеющее смысл граничного условия для магнитного поля // Антенны. 2003. - №9. - С. 18-22.

31. Бузова М.А, Юдин В.В. Интегральное уравнение второго рода для линейного вибратора // Вестник СОНИИР. 2003. №1. - С. 22-27.

32. Вай Кайчэнь. Теория и проектирование широкополосных согласующих цепей. М.: Связь, 1978. - 288 с.

33. Варбанский A.M. Передающие телевизионные станции. М.: Связь, 1980.-328 с.

34. Варывдин B.C., Овсяников В.В. Исследование малогабаритных вибраторных антенн, нагруженных сосредоточенными импедансами. — Сборник научно-методических статей по прикладной электродинамике, 1980, вып. 3. -М.: Высшая школа, С. 31-49.

35. Владимиров B.C. Уравнения математической физики./Изд. 3-е. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1976. — 528 с.

36. Воропаев Ю.П., Мерзляков А.С. Согласование нагрузки на нескольких фиксированных частотах // Радиотехника. — 1983. -№6. — С. 82-83.

37. Воропаев Ю.П. Синтез матриц, рассеяния согласующих и развязывающих устройств для оптимизации передающих свойств многополюсников СВЧ // Радиотехника и электроника. — 1981. №9.

38. Временные нормы на антенно-фидерные устройства для телерадиовещания. Основные параметры, норма и методы измерения. М.: Минсвязи России, 2002.

39. Вычислительные методы в электродинамике: Под ред. Р. Митры. Пер. с англ. / Под. ред. ЭЛ. Бурштейна. -М.: Мир, 1977. -487 с.

40. ГОСТ Р 51138-98. Антенны передающие стационарных станций телевизионного и радиовещания ОВЧ и УВЧ. Классификация. Технические требования. Методы измерений.

41. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: ГИФМЛ, 1963. — 1100 с.

42. Графический метод для согласования полных сопротивлений // Экспресс-информация Радиотехника СВЧ 1978. — №4. — С. 13-16.

43. Григорьев А.Д. Электродинамика и техника СВЧ. М.: Высшая школа, 1990-335 с.

44. Драбкин A.JL, Зузенко B.JI. Антенно-фидерные устройства. М.: Сов. радио, 1961. - 816 с.

45. Егоров А.Н;, Малакшинов H.IT Оптимизация диапазонных свойств нагруженного вибратора // Труды МФТИ. Сер. Радиотехника и электроника. — 1976.-С. 112-116.

46. Ефимов И.Е. Радиочастотные линии передачи. М.: Сов. радио, 1964.-598 с.

47. Иоссель Ю.А., Кочанов Э.С., Струнский М.Г. Расчет электрической емкости. Л.: Энергоиздат, 1981. — 288 с.

48. Каганов З.Г. Электрические цепи с распределенными параметрами и цепные схемы. М.: Энергоатомиздат, 1990. — 248 с.

49. Казанский JI.C., Минкин М.А., Юдин В.В. Система интегро-дифференциальных уравнений, имеющих смысл граничных условий для тангенциальной и нормальной составляющих электрического поля на поверхности проводника // Антенны. — 2002. -№1. — С. 65-72.

50. Казанский JI.С. Настройка коротковолнового фидера на нескольких частотах / Проектирование сооружений связи // Экспресс-информация. — М.: ЦНТИ Информсвязь, 1977. Сер. РРТ. - №1. - С. 3-5.

51. Казанский Л.С., Романов В.А. Антенно-фидерные устройства декамет-рового диапазона и электромагнитная экология. М.: Радио и связь, 1996. - 270 с.

52. Казанский JI.С. Способ расчета проволочных антенн произвольной конфигурации с помощью обобщенной эквивалентной цепи // Радиотехника и электроника. -1999. №6. - С. 705-709.

53. Казанский JI.C. Способ расчета прямых антенн с помощью обобщенной эквивалентной цепи: провод переменного радиуса // Радиотехника и электроника.-1998. №2. - С. 175-179.

54. Карякин B.JL Компьютерные технологии анализа и синтеза высокочастотных трансформаторов сопротивлений в усилителях мощности радиопередатчиков. М.: Радио и связь, 2002.

55. Клигер Г.А. Настройка фидерных линий последовательными неод-нородностями разной длины//Труды НИИР. 1987.-ЖЗ.-С. 94-98.60; Клигер Г.А. Настройка фидеров антенн последовательными трансформаторами // Труды НИИР. 1985. №3. - С. 114-119.

56. Князь А.И., Зайцев В.В. Некоторые вопросы проектирования согласующих устройств // Радиотехнические системы и устройства / Сборник научных трудов учебных институтов связи. Л.: ЛЭИС, 1983. — С. 138-143.

57. Козловский В.В., Жук В.В. Широкополосное согласование комплексных нагрузок с помощью нерегулярных линий передачи // Известия ВУЗов. Радиоэлектроника. 1987. - №9. - С. 65-69.

58. Коломиец В.И. Способ согласования некоторых комплексных нагрузок // Вопросы радиоэлектроники. Технология производства и оборудование. — 1979.-№3.-С. 36-41.

59. Коломойцев Ф.И., Варывдин B.C., Овсяников В.В. Использование емкостных элементов для повышения широкополосности изогнутых вибраторов // Радиотехника и электроника. 1972. — Т. 17, №11. — С. 2429-2432.

60. Концепция развития рынка телекоммуникационного оборудования Российской Федерации на 2002-2010 годы. Москва, 2001.

61. Корников М.В., Калашников Н.В., Рунов А.В., Юрцев О.А., Павлов П.Н. Численный электродинамический анализ произвольных проволочных антенн // Радиотехника. 1987. - №7. - С. 82-83.

62. Коротковолновые антенны / Г.З. Айзенберг, С.П. Белоусов, Э.М. Журбенко и др.; Под ред. Г.З. Айзенберга. — 2-е, перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1985. - 536 с.

63. Лавров А.С., Резников Г.Б. Антенно-фидерные устройств: Учебное пособие для вузов. — М.: Сов. радио, 1974. 368 с.

64. Малевич А.П., Хибенков А.П., Чавка Г.Г. Расчет оптимальных согласующих устройств с помощью ЭВМ // Известия вузов. Радиоэлектроника. — 1979.-№11.-С. 86-88.

65. Марков Г.Т., Сазонов Д.М. Антенны. Мл Энергия, 1975. - 528 с.

66. Маттей Д.Л;, Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. Т.1. / Пер. с агл. под общей ред. Л.В. Алексеева и Ф.В. Кушни-ра. М.: Связь, 1971. - 440 с.

67. Матханов П.Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи. — 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1990. - 400 с.

68. Методика настройки КВ-передающих фидеров на бегущую волну с помощью рамок: Утв. Главным управлением космической и радиосвязи Министерства связи СССР 14.03.83. Куйбышев, 1983. 15 с.

69. Многовходовые антенные системы подвижной радиосвязи на основе схемно-пространственной мультиплексии / А.Л. Бузов, Л.С. Казанский, М;А. Минкин, В.В. Юдин; Под ред. А.Л. Бузова. —М.: Радио и связь, 2000. 181 с.

70. Назаров В.Е., Рунов А.В., Подининогин В.Е. Численное решение задач об основных характеристиках и параметрах сложных проволочных антенн // Радиотехника и электроника. Вып.6. Минск.: Вышейшая школа, 1976. - С. 153-157.

71. Неганов В. А., Корнев М. Г. Метод сингулярного интегрального уравнения для анализа полоскового вибратора // 9 Международная научнотехническая конференция "Радиолокация, навигация, связь", Воронеж, 22-24 апр., 2003. Т. 3. Воронеж, 2003. - С. 1964-1972.

72. Неганов В.А., Нефедов Е.И., Яровой Г.П. Современные методы проектирования линий передачи и резонаторов сверх- и крайневысоких частот. — М.: Педагогика-Пресс, 1998.-328 с.

73. Неганов В.А, Матвеев И.В. Сингулярное интегральное уравнение для расчета тонкого вибратора // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 1999. - Т.2., №2. - С. 27-33.

74. Никольский В.В., Никольская Т.Н. Электродинамика и распространение радиоволн. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1989. - 544 с.

75. Овсяников В.В. Вибраторные антенны с реактивными нагрузками. — М.: Радио и связь, 1985. — 120 с.

76. Овсяников В.В. К расчету штыревых и петлевых вибраторных антенн с последовательно включенными сосредоточенными нагрузками // Антенны. 1984.-№31. - С. 88-104.

77. Овсяников В.В. Применение сосредоточенных реактансов для уменьшения размеров вибраторных антенн. — В кн.: Электродинамика и физика СВЧ / Днепропетровск, ун-т, 1975, вып. 4, с. 138-144.

78. Онищук А.Г., Берикбаев В.М., Знак Д.В., Перепелица А.А. Расчет двухэлементных согласующих цепей // Известия вузов. Радиоэлектроника. — 1983.-№12.-С. 48-49.

79. Патент России 2180151, МКИ Н 01 Q 9/00. Всенаправленная антенна / A.JI. Бузов, JI.C. Казанский, М.А. Минкин, В.В. Юдин (Россия). 4 е.: ил. Опубл. 27.02.2002 Бюл. №6.

80. Патент Великобритании 1524210, МКИ Н 01 Q 9/32. Improvements to or relating to radio antennae / Newington G.T. 5 е.: ил. опубл. 06.09.1978.

81. Пат. 3747112 США. Wide-band dipole antenna with capacitive reactance added to arms / K. Hidaka, Yamoto shi, Kanagawa-ken.

82. Пат. 4360814 США. Antenna loading device with series connected coils / D.H. Wells.

83. Патент США 3568205, МКИH 01 G 1/36. Novel helical antenna / A.C. Buxton, J.S. Foley (US). 6 е.: ил. Опубл. 02.03.1971.

84. Патент США 3747112, МКИ Н 01 Q 9/00. Wide-band dipole antenna with capacitive reactance added to arms / K. Hidaka, Yamoto-shi, Kanagava-ken (Japan). 12 е.: ил. Опубл. 17.07.1973.

85. Патент США 4083050, МКИ Н 01 Q 09/38. Dual band monopole omni antenna / Hall R.D. (US). 4 е.: ил. Опубл. 04.04.1978.

86. Пат. США 3550145. Manipole Broadband Antenna / Chen To Tai, Ann Arbor.

87. Патент США 5751252, МКИ HO 1Q 021/00. Method and antenna for providing an omnidirectional pattern / J. Patrick (US). 8 c.: ил. Опубл. 12.05.1998.

88. Пименов Ю.В., Вольман В.И., Муравцов А.Д. Техническая электродинамика. М.: Радио и связь, 2000. — 536 с.

89. Пистолькорс А.А. Антенны. М.: Связьиздат, 1947. - 480 с.

90. Полевой В.В., Чавка F.F. Расчет широкополосных согласующих, селективных и трансформирующих устройств. — Л.: ЛЭТИ, 1977. 83 с.

91. Полевой В.В. Вопросы построения усилителей мощности широкополосных транзисторных радиопередатчиков. Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Л., 1973, 16 с. (ЛЭТИ).

92. Постановление коллегии министерства Российской Федерации по связи и информатизации №11-1 от 03.09.2002 г. "О внедрении наземного цифрового вещания в России".

93. Проектирование радиопередающих устройств с применением ЭВМ / О.В. Алексеев, А.А. Головков, А.Я. Дмитриев и др.; Под ред. О.В. Алексеева. -М.: радио и связь, 1987. -392 с.

94. Разевиг В.Д., Потапов Ю.В., Курушин А.А. Проектирование СВЧ устройств с помощью Microwave Office. / Под ред. В.Д. Разевига. М.: СОЛОН-Пресс, 2003.

95. Реушкин Н.А. Системы коллективного телевизионного приема. — М.: Радио и связь, 1992. 168 с.

96. МЗ. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. М.: Высшая школа, 1988.-432 с.

97. Сети телевизионного и звукового ОВЧ ЧМ вещания: Справочник / М.Г. Локшин, А.А. Шур, А.В. Кокорев, Р.А. Краснощеков. М.: Радио и связь, 1988.- 144 с.

98. Смит Ф. Круговые диаграммы в радиоэлектронике. (Линии передач и устройства СВЧ). Пер. с англ. М.Н. Бергера и Б.Ю. Капилевича. — М.: Связь, 1976.-144 с.

99. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. — Изд. 3-е, исправленное. М.: Наука, 1986. - 288 с.

100. Фано Р. Теоретические ограничения полосы согласования произвольных импедансов. — М.: Сов. радио, 1965. — 72 с.

101. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П. Справочник по элементам волноводной техники. -М.: Советское радио, 1967. — 652 с.

102. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. —М.: Связь, 1965. 352 с.

103. Фуско В. СВЧ цепи. Анализ и автоматизированное проектирование: Пер. с англ.-М.: Радио и связь, 1990. -288 с.

104. Чавка Г.Г., Замулин О.Л: Синтез многополосных согласующих устройств // Радиотехника. 1986. - №9. - С. 84-87.

105. Чавка Г.Г. Оптимизация на ЭВМ широкополосных согласующих устройств для нагрузок высокой добротности // Изв. вузов. Радиоэлектроника. — 1976. -T.XIX. -№6. С. 124-127.

106. Ш.Чуа Л.С., Пен-Мин-Мин. машинный анализ электрических схем. — М.: Энергия, 1980. 640 с.

107. Шатохин А.Ю., Попов Е.С. Расчет вибраторных антенн с реактивными нагрузками методом моментов // Техника радиосвязи. 1997. - №3. — С. 39-43.

108. Широкополосные радиопередающие устройства. / Под ред. О.В.Алексеева. М.: Связь, 1978. - 304 с.

109. Шкаринов Ю.С. Многосекционные фазоразностные устройства для сложения сигналов различных частот. — В кн.: Антенны / Под ред. А.А. Пис-толькорса. — М.: Радио и связь, 1984, вып. 31, С. 143—155.

110. Штейн Б.Б. Анализ и расчет колебательных систем, содержащих П-контур // Электросвязь. 1985. - №9. - С. 32-37.

111. Электродинамические методы анализа проволочных антенн / А.Л. Бузов, Ю.М. Сподобаев, Д.В. Филиппов, В.В. Юдин; Под ред. В.В. Юдина М.: Радио и связь, 2000. - 153 с.

112. Эминов С. И. Асимптотический метод расчета вибраторных антенн // Письма в ЖТФ. 2002. - №5. с. 51-57.

113. Эминов С.И. Теория интегрального уравнения тонкого вибратора // Радиотехника и электроника. Т.38. 1993. — Вып.12. — С. 2160-2168.

114. Юдин В.В. Кольцевые антенные решетки: схемно-пространственная мультиплексия и направленное излучение. М.: Радио и связь, 2001. - 189 с.

115. Яковенко В.А. Двухконтурные цепи согласования простых типов нагрузок//радиотехника. 1981.-№7.-С. 51-53.

116. Carlin Н. The double matching problem: analytic and real frequency solutions // IEEE Trans, on Circuits and Systems. 1983. - N 1. - P. 15-28.

117. Cui Tie Jun, Chew Weng Cho, Zhao Jun-Sheng, Chao Hsueh-Yung. Full-wave analysis of complicated transmission-line circuits using wire models // IEEE Trans. Antennas and Propag. 2002. - №10. - P. 1350-1360.

118. Dedien H. et all. A new method for solving broadband matching problems // IEEE Trans, on Circuits and Syst. (sec. 1). 1994. -N 9. - P. 561-571.

119. Deng Hai, Ling Hao. An efficient preconditioner for electromagnetic integral equations using predefined wavelet packet // IEEE Trans. Antennas and Propag. 2002. - №11. - P. 1633-1640.

120. Gordon W.B., Bilow H.J. Reduction of surface integrals to contour integrals//Trans. AP. 2002. №3. - P. 308-311.

121. Hansen R.C. Efficiency and matching tradeaffs for inductively loaded short antennas // IEEE Trans. 1975, v. Com-23. - No 4. - P. 430 - 435.

122. Ittipiboon A., Hamid M.A.K. Doubly-loaded dipole with high directivity. // Internat. J. Electronics. 1977, v. 42. - No 4. - P. 393 - 403.

123. Landstorfer E.M. New types of Yagi-Uda arrays and log-periodic antennas // Int. Symp. Antennas and Prop., Japan, Sendai, 1978, Summ. Pap., 1978, P. 159-162.

124. Maclean T.S.M. Impedance properties of capacitive loaded dipoles // Proc.IEEv. 115.- 1968.-P. 1411-1416.

125. Nyguist D.P., Chen K.M. Traveling Wave Linear Antenna with Nondissi-pative Loading // IEEE Trans. 1968, v. АР-16. - No 1. - P. 21 - 31.

126. Pan G.W., Tretiakov Y.V., Gilbert B. Smooth local cosine based Galerkin method for scattering problems // Trans. AP. 2003. №6. - P. 1177- 1184.

127. Popovic B.D. Theory of cylindrical antennas with lumped impedance loadings // Radio and electronic eng. 1973. -N 4. - P. 243-248.

128. Ramahi O.M., Mittra R. Experimental demonstration of the real frequency method as a tool for designing matching networks for HF antennas // IEEE Antennas and Propag.: Int. Symp. Dig., Blacksburg, VA, June 15-19 1987, vol. 2.

129. Rao B.L.J., Ferris J.E., Zimmerman W.E. Broadband characteristics of cylindrical antennas with exponentially tapered capacitive loading // Trans. IEEE AP. — 1969.-N 2.-P. 145-151.

130. Robin M. Use spreadsheets to optimize matching networks // Microwaves and RF. 1996. N 9. - P. 77-78, 80.

131. Smith D.L. The trap-loaded cylindrical antenna // Trans. IEEE AP. -1975. -Nl.- P. 20-27.

132. Sun Y., Fidler J.K. Design method for impedance matching networks // IEE Proc. Circuits, Devices and Systems.- 1996. -N 41 P. 186-194.

133. Taylor D.J. Accurate and efficient numerical integration of weakly singular integrals in Galerkin EFIE solutions // Trans. AP. 2003. - №7. - P. 1630- 1637.

134. Tie Jun Cui, Weng Cho Chew. Accurate analysis of wire structures from very-low frequency to microwave frequency // Trans. AP. — 20021 №3. P. 301-307.

135. Xu Peng, Xiao Bo-xun, Zhu Guoqiang, Ke Heng-yu Optimal- design of broadband loaded wire antennas based on genetic algorithm // Wuhan Univ. J. Natur. Sci. 2003: - 8, №1A. - P. 59-63.

136. Yarman B.S. A simplified real frequency technique for broadband matching a complex generator, to a complex load//RCA Review. 1982. -N 3. -P. 529-541.

137. Youla D.C. A new theory of broad-band matching. IEEE trans. Circuit Theory. 1964, v. CT-11, N 1, P. 30-50.

138. Невский A.B. Малогабаритные антенны с реактивными элементами для двухпрограммного телевизионного вещания // Тезисы докл. X Российской научной конференции ПГАТИ. — Самара, 2003. — C.'l 10;.

139. Бондарь И:В., Невский А.В. Особенности размещения антенн регионального теле- и, радиовещания на неспециализированных опорах // Вестник СОНИИР. 2003. - №1 (3). - С.30-34.

140. Красильников А.Д., Невский А.В: Малогабаритные антенны для ТВ вещания // Вестник СОНИИР. 2003. - №1 (3). - С.67-71.

141. Красильников А.Д., Невский А.В. Пространственные и импедансные характеристики антенн многопрограммного ТВ вещания-с реактивными, элементами в составе излучателей // Антенны. — 2003. — №9 (76). С.58-61.

142. Невский А.В. Анализ частотных характеристик входного импеданса излучателей- с реактивными элементами для антенн многопрограммного ТВ вещания // Вестник СОНИИР. 2003. - №2 (4). - С.67-71.

143. Невский А.В. Синтез многополосных согласующих цепей для антенн многопограммного регионального телевизионного вещания // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот. 2003. -№1 (37). - С.121-128.

144. Минкин М.А., Невский А.В. Проблема реализации и синтеза согласующих цепей для многополосных антенных систем. // Антенны. — 2004. — №3. — 65-69.

145. Невский А.В: Особенности применения предельных соотношений Боде-Фано-Юлы, для случая многополосного согласования // Тезисы докл. XI Российской научной конференции ПГАТИ. Самара, 2004. - С. 149-150.

146. Невский А.В. Синтез согласующих цепей в составе многополосных передающих антенн. // Тезисы докл. XI Российской научной конференции ПГАТИ. Самара, 2004. - С.150-151.

147. Минкин М.А., Невский А.В; Использование эквивалентных схем на основе отрезков линий при решении задач анализа и синтеза многочастотных вибраторных антенн // Вестник СОНИИР. — 2004. — №1 (5).

148. Невский А.В. Методика синтеза многополосных согласующих цепей на основе шлейфовых трансформаторов // X Международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, апрель 2004 г.). Воронеж, 2004.