автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.07, диссертация на тему:Исследования и разработка антенных систем специальной подвижной радиосвязи с регулируемыми пространственными и поляризационными характеристиками

На правах рукописи

Аронов Виталий Юрьевич

003062732

ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА АНТЕННЫХ СИСТЕМ СПЕЦИАЛЬНОЙ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ С РЕГУЛИРУЕМЫМИ ПРОСТРАНСТВЕННЫМИ И ПОЛЯРИЗАЦИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Специальность 05 12 07 Антенны, СВЧ-устройства и их технологии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара - 2007

003062732

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики" (ГОУВПО ПГАТИ)

Научный руководитель-доктор технических наук

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, доцент

- кандидат технических наук

Минкин М.А.

Архипов Н.С., г Орел Туровцев М.А., г Воронеж

Ведущая организация - Общество с ограниченной ответственностью «Центральное конструкторское бюро информационных технологий и связи» (ООО «ЦКБ связи»), г Москва

Защита диссертации состоится c¿ó. №0-3- 2007 г в на заседании диссертационного совета Д 219 003 02 при "Поволжской государственной академии телекоммуникаций и информатики" по адресу 443010, г Самара, ул. Льва Толстого, 23

С диссертацией соискателя можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО ПГАТИ

Автореферат разослан 20071

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 219 003 02, доктор технических наук, доцент Мишин Д В

Р

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы и состояние вопроса

Высокие требования к эффективности и качеству всех составных частей системы специальной связи государственного управления России определяет постоянный рост требований к тактико-техническим характеристикам антенно-фидерных устройств для специальной подвижной радиосвязи (СПР) При этом возникает очевидное противоречие для получения хороших антенных характеристик необходимо усложнять антенную конструкцию, используя различного рода дополнительные элементы, однако все это происходит в условиях ужесточения требований к массо-габаритным показателям и вообще к конструктивным параметрам

Отметим также, что появление в составе абонентских радиостанций СПР малогабаритных аппаратов привело к снижению мощности абонентских передатчиков и к увеличению неопределенности пространственной ориентации абонентской антенны Оба эти фактора также обусловливают необходимость принятия дополнительных мер для сохранения высоких тактико-технических характеристик систем связи

Таким образом, в настоящее время существует актуальнаи научно-техническая проблема повышения эффективности антенн СПР, обеспечения тактической гибкости и управляемости пространственных и поляризационных характеристик на основе совершенствования методики их проектирования

Состояние вопроса в рассматриваемой области характеризуется следующими основными достижениями

Проблема создания антенн с регулируемыми пространственными характеристиками представляет значительный практический и теоретический интерес, и по ней имеется достаточно большое количество научно-технической литературы

Формирование характеристик антенн подвижной связи с помощью замедляющих структур из параллельных стержней и структур типа «четвертьволновый стакан» рассматривалось в трудах Г 3 Айзенберга, А Л Бузова, В Д Двуреченского, Г А Ерохина, Л С Казанского, М А Минкина, О Н Терешина, Е Ю Шередько, В В Юдина Наиболее часто целью такой регулировки является устранение влияния опор и других металлических конструкций на диаграмму направленности (ДН) антенн, в частности, сохранение близкой к круговой ДН в горизонтальной плоскости С другой стороны, рассматривались возможности целенаправленного использования влияния несущих металлических конструкций для целенаправленного формирования характеристик антенн Однако, вопросы применения подобных пассивных структур в антенных системах с оперативной или неоперативной регулировкой пространственных и поляризационных характеристик до настоящего времени в достаточной степени не исследованы

Наиболее перспективным вариантом технической реализации антенн со смешанной поляризацией представляется использование излучателей на основе скрещенных вибраторов Поляризационным характеристикам антенн для подвижной связи в настоящее время уделяется повышенное внимание не только в части теоретических исследований, но также и в практическом плане Так, ведущими мировыми производителями антенн и оборудования для базовых станций систем подвижной связи предлагается обширный ассортимент антенн со скрещенной поляризацией По вопросу регулирования их поляризационных характеристик имеется много теоретических работ Особое место занимают исследования в области антенн с поляризационной маневренностью В числе авторов работ по этой тематике следует упомянуть С Гао (S Gao), JI Дуссопта (L Dussopt), Дж М Лахеурта (Laheurte J М.), М Янга (М Yang), Ю Рахмат-Сами (Y Rahmat-Samii), Н Джина (N Jm) и ряд других ученых Такие антенны обеспечивают оперативное переключение поляризационных характеристик, в том числе, очень быстрое - с помощью электронных приборов

Однако, вопросы обеспечения смешанной поляризации до сих пор исследовались применительно, главным образом, к сотовой радиосвязи - для диапазонов 900 МГц и 1800 МГц при формировании секторных ДН с пространственным сложением сигналов нескольких передатчиков Между тем, специфика СПР во многих случаях требует всенаправленного излучения и приема при одновременной работе нескольких радиостанций на общую антенную систему Одним из вариантов реализации такой системы являются кольцевые антенные решетки (КАР), работающие по принципу схемно-пространственной мультиплексии Такие КАР также исследовались и реали-зовывались, создана соответствующая теория, изучены вопросы синтеза КАР и их диаграммообразующих схем, минимизации реактивных потерь, максимизации коэффициента направленного действия (КНД) и тд (рассмотрено в работах A JI Бузова, В В Юдина) Однако, все это делалось исключительно для вертикальной поляризации Вопросы реализации смешанной поляризации применительно к КАР и схемно-пространственной мультиплексии до настоящего времени практически не изучены Между тем, имеются основания полагать, что, благодаря специфической ориентации вибраторов в соседних излучателях, взаимодействие между ними по полю будет иным, и это позволит повысить эффективность антенн центровых станций, наряду с «системным» положительным эффектом от собственно смешанной поляризации Это же относится и к вертикальным эквидистантным решеткам

Следует также отметить, что до настоящего времени не рассматривались вопросы изменения конструктивных решений скрещенных вибраторов при переходе в более низкочастотные диапазоны, используемые в специальной радиосвязи, а также вопросы реализации в этих диапазонах частотно-избирательных устройств поляризационного разделения, позволяющих

сочетать поляризационную избирательность с частотной, и за счет этого дополнительно улучшать характеристики антенн

Цель работы - разработка, исследование, экспериментальная апробация и практическая реализация эффективной методики проектирования антенн с регулируемыми пространственными и поляризационными характеристиками на основе скрещенных вибраторов.

Для достижения поставленной цели в работе проведена следующая программа исследований:

1 Разработка эффективной методики электродинамического анализа излучающих структур с разветвлениями проводников на основе скрещенных вибраторов.

2 Исследование диапазонных свойств излучателей на основе скрещенных вибраторов линейной и круговой поляризации с регулируемыми характеристиками направленности и частотных свойств импедансных структур первого рода, выполненных в виде полуволновых стержней.

3 Исследования эквидистантных линейных и кольцевых решеток на основе скрещенных вибраторов

4 Разработка схемотехнических решений частотно-избирательных устройств поляризационного разделения для дуплексных антенн смешанной поляризации

5 Разработка методики и алгоритма проектирования антенн на основе скрещенных вибраторов

6 Исследование эффективности применения излучателей на основе скрещенных вибраторов

7 Экспериментальные исследования и практическая реализация антенн на основе скрещенных вибраторов

Научная новизна работы

1 Разработана методика электродинамического анализа излучающих структур, содержащих скрещенные вибраторы и разветвления проводников, на основе модификации метода уравнения Харрингтона путем использования комбинированного базиса квазипериодический кусочно-синусоидальный - на проводниках, кусочно-синусоидальный - в местах ветвления

2 Получены новые результаты исследований пространственных, поляризационных и импедансных характеристик антенных систем со скрещенными вибраторами и дополнительными пассивными элементами, включая элементы компенсации влияния опоры На этой основе разработана процедура предварительного выбора типа пространственной структуры проектируемой антенной системы

3 Получены новые результаты исследований пространственных, поляризационных и импедансных характеристик линейных и кольцевых решеток на основе скрещенных вибраторов На этой основе получены оценки повышения эффективности использования пространственного развития излучающих структур решеток за счет применения скрещенных вибраторов

4 Разработана методика проектирования антенных систем на основе скрещенных вибраторов, включающая предварительный выбор типа пространственной структуры, двухэтапный алюритм ее параметрической оптимизации (с регуляризацией электродинамической задачи на втором этапе) и синтез цепей поляризационного разделения

Практическая ценность результатов работы

1 Разработанная методика электродинамического анализа излучающих структур обеспечивает повышение скорости и точности решения электродинамической задачи для антенн, содержащих скрещенные вибраторы и разветвления проводников при существенном снижении ограничений на количество проводников в разветвлении

2 Результаты проведенных исследований и проектирования антенных систем на основе скрещенных вибраторов с регулируемыми пространственными и поляризационными характеристиками обеспечивают повышение качественных показателей и улучшение эксплуатационных характеристик оборудования стационарных быстроразворачиваемых объектов специальной подвижной радиосвязи

3 Результаты исследований эквидистантных линейных и кольцевых решеток со скрещенными вибраторами обеспечивают более эффективное использование опор различного сечения для их размещения

4 Разработанные подходы к синтезу схем поляризационного разделения и созданное на этой основе частотноизбирательное устройство поляризационного разделения могут применяться в двухчастотных (дуплексных) двухполяризационных антенных системах различного назначения

Достоверность результатов работы

Достоверность результатов работы обеспечивается адекватностью использованных методов электродинамики, теории антенн и теории СВЧ цепей, аналитического аппарата математического анализа и теории интегральных уравнений Достоверность положений и выводов работы подтверждается результатами экспериментальных исследований

Реализация результатов работы

Разработанная в рамках диссертационного исследования методика проектирования антенных систем на основе скрещенных вибраторов при активном непосредственном участии автора внедрены при разработке ФГУП СОНИИР изделия «Искра» для оборудования специальной подвижной радиосвязи в интересах Спецсвязи ФСО России и изделий «АФУ-МПП» и «АФУ-МВП» для оборудования СПР в интересах Министерства обороны России

Методика электродинамического анализа излучающих структур, содержащих скрещенные вибраторы и разветвления проводников, результаты проведенных исследований антенных систем со скрещенными вибраторами с регулируемыми пространственными и поляризационными характеристиками и разработанные в диссертации подходы к синтезу схем поляризаци-

онного разделения внедрены при проведении ФГУП СОНИИР соответствующих расчетов в рамках выполнения этапа разработки технического проекта ОКР «Октава-С» в интересах Спецсвязи ФСО России

Реализация результатов работы и достигнутый эффект подтверждены соответствующими актами

Апробация результатов работы и публикации

Основные результаты по теме диссертационного исследования докладывались на XI, XII XIII, и XIV Российских научно-технических конференциях ПГАТИ (Самара, 2004, 2005, 2006, 2007), X, XI, XII, и XIII Международных научно-технических конференциях «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 2004, 2005, 2006, 2007), IV и V Международных научно-технических конференциях «Физика волновых процессов и радиотехнические системы» (Нижний Новгород, 2005; Самара, 2006) , VII Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» (Самара, 2006), V Всероссийской научной конференции «Проблемы развития системы специальной связи и специального информационного обеспечения государственного управления России» (Орел, 2007)

По тематике диссертационных исследований автором (лично и в соавторстве) опубликовано 26 печатных трудов Основные научные и прикладные результаты диссертационной работы опубликованы в 14 статьях в периодических научных изданиях, в том числе 5 статей - в ведущих рецензируемых научных журналах, и в 12 публикациях в форме текстов и тезисов докладов на международных и российских конференциях

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы и приложения Основная часть работы содержит 147 страниц машинописного текста, 65 страниц рисунков и таблиц Список литературы содержит 191 наименование

Положения, выносимые на защиту

1 Методика электродинамического анализа излучающих структур, содержащих скрещенные вибраторы и разветвления проводников

2 Результаты исследований антенных систем на основе скрещенных вибраторов с регулируемыми пространственными и поляризационными характеристиками и эквидистантных линейных и кольцевых решеток со скрещенными вибраторами излучателей

3 Методика проектирования антенных систем с регулируемыми пространственными и поляризационными характеристиками на основе скрещенных вибраторов

4 Результаты проектирования и практической реализации антенных систем для специальной подвижной радиосвязи

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 разработке эффективной методики электродинамического анализа излучающих структур с разветвлениями проводников на основе скрещенных вибраторов

Проведены выбор и обоснование электродинамической модели излучающих структур с разветвлениями проводников на основе скрещенных вибраторов и метода решения электродинамической задачи Выбор был сделан в пользу метода на основе интегрального уравнения (ИУ) Фредголь-ма 1-го рода (метод уравнения Харрингтона), поскольку он обладает достаточной универсальностью с точки зрения описания сложных пространственных форм, для него созданы эффективные алгоритмы, учитывающие поворотную симметрию КАР, и на основе использования кусочно-синусоидального базиса решена проблема учета гальванических контактов в местах разветвления проводников

Проведена модификация метода уравнения Харрингтона с использованием комбинированного базиса, состоящего из квазипериодических кусочно-синусоидальных функций (ККФ) и кусочно-синусоидальных функций Данный базис имеет хорошее соотношение сходимости и вычислительных затрат в сочетании с возможностью описания гальванических контактов в точках ветвления проводников На этой основе получены формулы для расчета матричных элементов

(1)

При к<Ы0 (для кусочно-синусоидальных функций) ределяются по формулам

оп-

записи,

(2)

(3)

?ок = ^к^ ~ °РТ «плеча» носителя к-й узловой функ-

ции,

= - г?] - длина Г-го «плеча»,

~ аппликата точки наблюдения в цилиндрической системе координат, связанной с г-м «плечом»

При N0<k<N (для ККФ) формулы для имеют вид

= ('-0-2 со5(р^К (,)+ я, (г +1)), (4)

- 1301^НР-^ЛО х 4 (5)

м

X ЕМ - 1)-2соз(Р^)7?2(/)+ Я2(/ + 1>Х /=1

где Гф) = ехр(- ф|г(/)- $ - г(/)- г« - Л2(*) =

х ехр(- ф|г(/)- - Г^ _ _ функции для сокращения запи-

си;

с1к = - (М + 1)) - расстояние между ближайшими узловы-

ми точками ККФ,

-°Рт Рк-Г0 проводника,

(К/)- аппликата точки наблюдения в цилиндрической системе координат, связанной с рк -м проводником

Исследованы вопросы обеспечения линейной независимости граничных условий в точках разветвления проводников Предложено и программно реализовано два варианта решения проблемы уменьшение числа дополнительно вводимых сегментов и разнесение в пространстве точек коллока-ции дополнительно вводимых сегментов Реализована регуляризация уравнения Фредгольма 1-го рода с помощью метода Тихонова Разработан алгоритм электродинамического анализа Проведены программная реализация и апробация разработанного алгоритма Полученные результаты подтвердили адекватность расчетной модели и работоспособность методики

В разделе 2 отражены результаты исследований характеристик антенных структур с излучателями, выполненными на основе скрещенных вибраторов

Исследованы диапазонные свойства скрещенных вибраторов линейной и круговой поляризации с регулируемыми характеристиками направленности Рассмотрены варианты установки небольшого числа дополнительных пассивных элементов На рис 1 представлена исследуемая антенная структура со сменными пассивными элементами (показаны штриховой линией) Показана универсальность исследуемой структуры при установке пассивных элементов в достаточно широкой полосе частот В качестве примера на рис 2 представлены ДН в горизонтальной плоскости на средней частоте рабочего диапазона, которые может формировать антенная структура, представленная на рис 1, при круговой поляризации

Исследованы частотные свойства пространственных и кроссполяризационных характеристик антенн на основе скрещенных вибраторов, размещенной на электрически тонкой опоре, при различных способах повышения радиопрозрачности опоры Подробно проведено сравнение импедансных структур двух видов (полуволновых стержней и четвертьволновых стаканов), позволяющих повысить радиопрозрачность опоры без внесения изменений в конструкцию последней Приводятся выводы по целесообразности использования различных способов повышения радиопрозрачности опоры Так, эти способы эквивалентны для формирования круговой ДН, а для развзки излучателей более эффективны четвертьволновые стаканы (в этом случае развязка может

КНД

0,8 1 1,2 /гД

■ 5 эт ЛВ....... 5эт СВ

" 8 эт ЛВ-8 эт СВ

Рис 3

достигать 37,5 дБ, а при полуволновых стержнях 27,5 дБ)

Исследованы импедансные и пространственно-энергетические свойства эквидистантных линейных решеток на основе скрещенных вибраторов. Методами электродинамического моделирования проведено сравнение линейных эквидистантных решеток на основе скрещенных и линейных вибраторов В качестве примера на рис 3 представлены графики зависимости КНД от межэтажного расстояния для решеток с линейными и скрещенными вибраторами без

рефлекторов и опоры Показана возможность сокращения межэтажного расстояния (см рис 3), количества этажей при построении линейной решетки на основе скрещенных вибраторов с заданным значением КНД (например, для 16 этажной решетки на два этажа). Установлено, что решетки данного класса являются достаточно сложными объектами анализа (поскольку входные импедансы вибраторов различны), требующими более высокой точности расчетов по сравнению обычными решетками линейных вибраторов.

Исследовано взаимное влияние излучателей в виде скрещенных вибраторов в составе КАР Расчет кольцевых решеток проводился с использованием метода анализа на основе собственных режимов возбуждения Отмечен недостаток такой КАР -высокие реактивные потери, а также неравенство входных импедансов вибраторов в составе одного скрещенного вибратора На рис 4 изображены графики зависимости входных импедансов вибраторов от радиуса решетки, состоящей из трех излучателей при первом модовом возбуждении Показано преимущество построения КАР на основе скрещенных вибраторов на существующих опорах большого диаметра

На основе результатов проведенных исследований характеристик антенных структур с излучателями на основе скрещенных вибраторов обоснованы процедуры выбора типа пространственной структуры проектируемой антенной системы, наиболее перспективного с точки зрения реализации определенных групп тактико-технических требований

Раздел 3 посвящен разработке методики проектирования антенн на основе скрещенных вибраторов и исследованиям эффективности применения скрещенных вибраторов

Выполнена классификация антенн на основе скрещенных вибраторов Обоснованы принципы реализации рефлекторов, директоров и элементов импедансной структуры в составе антенной системы на основе скрещенных вибраторов Определены основные принципы формирования различных видов поляризации и выбран наиболее простой в реализации и эффективный вариант в зависимости от пространственной ориентации излучателя Указаны специфические особенности построения вертикальных линейных и кольцевых антенных решеток на основе скрещенных вибраторов - различная связь между этажами, разные входные импедансы вибраторов в составе одного излучателя

Л,Х,Ом

——— 1-й виб — — 2-й виб

Разработаны схемотехнические решения частотно-избирательных устройств поляризационного разделения на сосредоточенных параметрах для дуплексных антенн смешанной поляризации Схема данного устройства показана на рис 5

Разработаны методика и алгоритм проектирования антенных систем на основе скрещенных вибраторов Проведено сравнение одно- и двухэтапного алгоритмов параметрического синтеза, обоснован выбор использования последнего В рамках первого этапа решается задача электродинамического моделирования антенной системы методом интегрального уравнения в тонкопроволочном приближении и синтезируется оптимальная антенная структура Первый этап основан на минимизации целевой функции, определяемой по формуле

ф{ри >Рм) =

т=1

где Фт (р{,р2, ,Ры) ~ т'я характеристика антенной системы, - желаемое значение т-й характеристики

Р\,Р2, ,Рц ~ варьируемые параметры,

— весовые коэффициенты, определяемые на основе эвристических соображений,

ат - параметр, равный 1, если от-е требование задано в форме «не менее», и -1, если в форме «не более» В рамках второго этапа алгоритма проводится синтез антенной структуры с использованием регуляризован-ного решения

Исследована эффективность излучения эллиптической поляризации и сдвоенного приема на центровой станции при использовании антенн с поляризационным разнесением на основе скрещенных вибраторов Рассчитаны значения величины сигнала при произвольной ориентации абонентской радиостанции при помощи метода Монте-Карло Анализ полученных зависимостей показал, что при излучении антенной центральной станции поля эллиптической поляризации (по сравнению с излучением вертикальной поляризации) уровень принимаемого сигнала увеличивается на несколько дБ Прием сигнала центральной станцией с автовыбором, по сравнению с вариантом, когда прием ведется на антенну линейной поляризации, обладает большей эффективностью и дает выигрыш

Сг£

Вход 1

Выход 2

Сет

Ц Сзфц фс4ь51 фс

^^Выход 1

Ьй Вход 2

Рис.5

(ь;

по уровню сигнала порядка 6 дБ (на рис 6 представлены графики плотности вероятности уровня принимаемого сигнала при автовыборе и при линейной поляризации)

Исследована эффективность применения скрещенных вибраторов в составе кольцевых решеток, реализующих схемно-про-странственную мультиплексию Моделирование проводились с применением метода Монте-Карло Результаты вычислений показали, что использование линейных антенных решеток на основе скрещенных вибраторов дает выигрыш в уровне принимаемого сигнала порядка 3 дБ, по сравнению с антенными решетками на основе вертикальных вибраторов КАР на основе скрещенных вибраторов дают приблизительно такой же выигрыш в уровне сигнала (см рис 7), по сравнению с антенными решетками на основе вертикальных вибраторов, а также позволяют формировать круговые ДН при меньшем диаметре антенной решетки, либо с меньшим числом излучателей при одном радиусе решетки

Раздел 4 посвящен экспериментальным исследованиям и практической реализации методики проектирования антенн на основе скрещенных вибраторов

Выполнены расчетно-экспериментальные исследования макета АФУ для подсистемы профессиональной подвижной радиосвязи, выполненного в виде двухвходового двухполяризационного излучателя, который формирует различные виды ДН Формирование различных ДН выполняется за счет использования комплектов сменных пассивных элементов. Приведено краткое описание конструкции структуры, и представлены ее теоретические и экспериментальные характеристики В качестве примера на рис 8 показаны расчетные и экспериментальные графики входного импеданса макета излучателя в завсисмотси от частоты в присутствии 1-го рефлектора круговой поляризации

Р

^Б / 7

1 1 1 1 1 1 / /

1 1 /

_ ___ 1 / 1 ___ ____ ____

-30 -25 -20 -15 -10 -5 С/, дБ " автовыбор — — лин /п

Рис 6

АС/, дБ_

«1 / 1 • * л * *

; ;

0,42 0,56 0,7 0,84 0,98 1,12 Я<Д

-дг=з--N=6- ' —

Рис 7

Я.Х.Ом

ксвн

360 380 400 420/ МГц

-эксп.--расчет

Рис.8

148 160 172 184/МГц — эксп.--расчет

Рис.10

Рис.9

Выполнены экспериментальные исследования и практическая реализация двух поляризационных антенных систем с регулируемой ДН для систем специальной подвижной радиосвязи. Рассмотрены два варианта реализации таких АФУ - линейные эквидистантные трехэтажные или шестиэтажные решетки. Данные АФУ формируют три типа ДН, а также могут излучать три вида поляризации: горизонтальную, вертикальную, эллиптическую. Представлены теоретические и экспериментальные характеристики данных АФУ.

Выполнены экспериментальные исследования и практическая реализация антенной системы типа Уда-Яги на основе скрещенных вибраторов для систем специальной подвижной радиосвязи (рис.9), Хорошее совпадение расчетных и экспериментальных характеристик (рис.10) подтвердило состоятельность и достаточную точность разработанной методики.

В заключении сформулированы основные научные и практические результаты диссертационной работы.

Разработана эффективная методика электродинамического анализа излучающих структур с разветвлениями проводников на основе скрещенных вибраторов.

Проведены исследования характеристик антенных структур с излучателями, выполненными на основе скрещенных вибраторов. На основе данных исследований разработана процедура предварительного выбора типа пространственной структуры проектируемой антенной системы.

Разработана методика проектирования антенн на основе скрещенных вибраторов. Проведены исследования эффективности применения скрещенных вибраторов.

Проведены экспериментальные исследования и выполнена практическая реализация методики проектирования антенн на основе скрещенных вибраторов.

В Приложении приведены акты внедрения результатов диссертации.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1 Аронов В Ю, Минкин М А Принципы построения дуплексных антенн смешанной поляризации для транкинговых систем подвижной радиосвязи II Антенны -2003 -№9(76) - С 4-7

2 Аронов В Ю Исследование диапазонных свойств двухполяризационных излучателей на скрещенных вибраторах с регулируемой характеристикой направленности // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот. - 2003 - №1 (37) -С 5-15

3 Аронов В Ю Исследование диапазонных свойств импедансных структур, выполненных в виде полуволновых стержней // Тезисы докл XI Российской научной конференции ПГАТИ - Самара, 2004 - С. 131-132

4 Аронов В Ю Бузова М А, Петров М А Проблема выбора вида интегрального уравнения при решении задач антенной электродинамики // Радиотехника (журнал в журнале) -2004 -№1.~ С 57-63

5 Аронов В Ю Бузов А Л , Петров М А Обеспечение линейной независимости граничных условий при сетчатом моделировании излучающих структур // Вестник СОНИИР -2004 - №1 (5) - С 10-15

6 Аронов В Ю Диапазонные свойства Х-Pol излучателей с изменяемой диаграммой направленности // X Международная научно-техническая конференция Радиолокация, навигация, связь (Воронеж, апрель 2004 г ) - Воронеж, 2004 - Т 3 -С 2107-2114

7 Аронов В Ю Диапазонные и направленные свойства антенн круговой поляризации при изменении типа рефлектора // Антенны - 2004 - №3 (82) — С 4-8

8 Аронов В Ю Ослабление влияния опоры на развязку скрещенных вибраторов // Вестник СОНИИР -2004 -№2(6) - С 12-15

9 Аронов В Ю Сравнение двух способов повышения радиопрозрачносги тонкой опоры II Тезисы докл XII Российской научной конференции ПГАТИ - Самара, 2005 -С 182-184

10 Аронов, В Ю Экспериментальные исследования АФУ со скрещенной поляризацией//Вестник СОНИИР -2005 -№1(7) -С9-11

11 Аронов В Ю , Минкин М А , Носов Н А Частотные свойства пространственных и кроссполяризационных характеристик вибраторных антенн, расположенных вблизи тонкой опоры, при различных способах повышения ее радиопрозрачности // XI Международная научно-техническая конференция Радиолокация, навигация, связь (Воронеж, апрель 2005 г) - Воронеж, 2005 - С 1873-1879

12 Аронов В Ю Многодиапазонные антенны со смешанной поляризацией // Вестник СОНИИР -2005 -№3(9) - С 29-31

13 АроновВЮ, МинкинМ А Разработка и реализация двухполяризационных антенных систем для профессиональной подвижной радиосвязи // IV Международная научно-техническая конференция Физика и технические приложения волновых процессов (Нижний Новгород, октябрь 2005 г) - Нижний Новгород, 2005 -С 207-208

14 Аронов В Ю Модификация метода уравнения Харриигтона с использованием квазипериодического кусочно-синусоидального базиса для целей анализа проволочных импедансных структур II Вестник СОНИИР — 2005 - №4 (10) — С 8-12

15 Аронов В Ю Анализ Х-Ро1 излучателей с изменяемой диаграммой направленности на основе решения интегрального уравнения с ККФ-базисом // Тезисы докл XIII Российской научной конференции ПГАТИ - Самара, 2006 - С 108

16 Аронов В Ю Оценка эффективности сдвоенного приема на центровой станции подвижной радиосвязи при поляризационном разнесении // Тезисы докл XIII Российской научной конференции ПГАТИ - Самара, 2006 - С 109

17 Аронов В Ю Оценка эффективности квазипериодического кусочно-синусоидального базиса с точки зрения повышения точности расчета тока в проволочных антеннах II Вестник СОНИИР - 2006 - №1 (11) - С 9-13

18 Аронов В Ю Частотноизбирательные устройства поляризационного разделения для дуплексных антенн смешанной поляризации // XII Международная научно-техническая конференция Радиолокация, навигация, связь (Воронеж, апрель 2006 г) - Воронеж, 2006 -С 411-415

19 Аронов В Ю Реализация устойчивых вычислительных процессов для электродинамического анализа проволочных структур на основе метода Тихонова И Тезисы докл V Международной научно-технической конференции (Физика и технические приложения волновых процессов) Приложение к журналу «Физика волновых процессов и радиотехнические системы» / Под ред В А Неганова и Г П Ярового -Самара, 2006 -С 141

20 Аронов В Ю Особенности построения эквидистантных линейных решеток // Радиотехника (журнал в журнале) - 2006 - №10 - С 50-52

21 Аронов В Ю Исследование взаимного влияния X-POL излучателей в составе кольцевой антенной решетки // Антенны -2006 -№10(113) - С 16-20

22 Аронов В Ю Исследование эффективности применения X-POL излучателей в составе кольцевых решеток, реализующих схемно-пространственную мульти-плексию//Вестник СОНИИР -2006 -№3(13) - С 8-13

23 Аронов В Ю Особенности обеспечения электромагнитной совместимости при использовании Х-Pol излучателей // Тезисы докл VII Международной научно-технической конференции Проблемы техники и технологии телекоммуникаций 2023 ноября 2006 г Материалы конференции - Самара, 2006 - С 260-261

24 Аронов В Ю Двухэтапный параметрический алгоритм оптимизации излучающих структур на основе скрещенных вибраторов // Вестник СОНИИР - 2006. -№4 (14) - С 16-19

25 Аронов В Ю Обеспечение линейной независимости при комбинировании кусочно-синусоидального базиса и базиса полной области на основе квазипериодических кусочно-синусоидальных функций в задачах анализа проволочных антенн с разветвлениями проводников // Тезисы докл XIV Российской научной конференции ПГАТИ - Самара, 2007

26 Аронов В Ю Принципы выбора типа пространственных структур антенных систем на основе скрещенных вибраторов // XIII Международная научно-техническая конференция Радиолокация, навигация, связь (Воронеж, 2007 г) - Воронеж, 2007

Подписано в печать 10 04 2007 г Формат 60x84/16 Печать оперативная Бумага офсетная Объем 1 пл Тираж 100 экз Заказ №97 Типография ООО "ИНСОМА-ПРЕСС", 443011, г Самара, ул Советской Армии, 217

ВВЕДЕНИЕ.

1 РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ МЕТОДИКИ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ИЗЛУЧАЮЩИХ СТРУКТУР С РАЗВЕТВЛЕНИЯМИ ПРОВОДНИКОВ НА ОСНОВЕ СКРЕЩЕННЫХ ВИБРАТОРОВ

1.1 Анализ особенностей электродинамической задачи и возможных подходов к ее решению. Выбор и обоснование электродинамической модели и метода решения задачи.

1.2 Модификация метода уравнения Харрингтона с использованием комбинированного базиса.

1.3 Обеспечение линейной независимости граничных условий в точках разветвления проводников.

1.4 Разработка процедур, обеспечивающих устойчивость вычислительного алгоритма на основе метода Тихонова.

1.5 Разработка алгоритма электродинамического анализа, его программная реализация и тестирование.

1.6 Выводы по разделу.

2 ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК АНТЕННЫХ СТРУКТУР С ИЗЛУЧАТЕЛЯМИ, ВЫПОЛНЕННЫМИ НА ОСНОВЕ СКРЕЩЕННЫХ ВИБРАТОРОВ.

2.1 Исследование диапазонных свойств скрещенных вибраторов линейной и круговой поляризации с регулируемыми характеристиками направленности.

2.2 Исследование частотных свойств пространственных и кросс-поляризационных характеристик антенн на основе скрещенных вибраторов, размещенных на электрически тонкой опоре, при различных способах повышения радиопрозрачности опоры.

2.3 Исследование импедансных и пространственно-энергетических свойств эквидистантных линейных решеток на основе скрещенных вибраторов.

2.4 Исследование взаимного влияния излучателей в виде скрещенных вибраторов в составе кольцевых антенных решеток.

2.5 Выбор типа пространственной структуры проектируемой антенной системы.

2.6 Выводы по разделу.

3 МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ АНТЕНН НА ОСНОВЕ

СКРЕЩЕННЫХ ВИБРАТОРОВ. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СКРЕЩЕННЫХ ВИБРАТОРОВ.

3.1 Классификация антенн смешанной поляризации на основе скрещенных вибраторов. Принципы построения дуплексных антенн смешанной поляризации для систем подвижной радиосвязи.

3.2 Разработка схемотехнических решений частотно-избирательных устройств поляризационного разделения для дуплексных антенн смешанной поляризации.

3.3 Разработка методики и алгоритма проектирования антенных систем на основе скрещенных вибраторов.

3.4 Исследование эффективности излучения эллиптической поляризации и сдвоенного приема на центровой станции при использовании антенн с поляризационным разнесением на основе скрещенных вибраторов.

3.5 Исследование эффективности применения скрещенных вибраторов в составе кольцевых решеток, реализующих схемно-пространственную мультиплексию.

3.6 Выводы по разделу.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

АНТЕНН НА ОСНОВЕ СКРЕЩЕННЫХ ВИБРАТОРОВ.

4.1 Экспериментальные исследования антенн на основе скрещенных вибраторов.

4.2 Разработка и практическая реализация двухполяризационных антенных систем с регулируемой диаграммой направленности для систем специальной подвижной радиосвязи.

4.3 Разработка и практическая реализация антенных структур типа Уда-Яги на основе скрещенных вибраторов для систем специальной подвижной радиосвязи.

4.4 Выводы по разделу.

Информационное и телекоммуникационное обеспечение осуществляемой руководством России в настоящее время активной деятельности, направленной на решение текущих и перспективных задач развития экономики и политической системы предполагает реализацию высоких требований к эффективности и качеству всех составных частей системы специальной связи государственного управления России.

Это, в частности, определяет постоянный рост требований к тактико-техническим характеристикам средств специальной подвижной радиосвязи (СПР) и, в том числе, входящих в их состав антенно-фидерных устройств. Прежде всего, это относится к основным характеристикам по назначению, а также к требованиям оперативности и мобильности. При этом возникает очевидное противоречие: с одной стороны, для получения хороших антенных характеристик необходимо усложнять антенную конструкцию, используя различного рода дополнительные элементы. С другой стороны, для быстроразворачиваемых антенн специальной связи такое усложнение нередко просто недопустимо, так как при этом увеличится время развертывания, потребуется больше личного состава для их установки и т.п.

Отметим также, что появление в составе абонентских радиостанций СПР малогабаритных (ручных) аппаратов привело к снижению мощности абонентских передатчиков и к увеличению неопределенности пространственной ориентации абонентской антенны. Оба эти фактора обусловливают необходимость принятия дополнительных мер для сохранения высоких тактико-технических характеристик систем связи.

Одним из эффективных путей разрешения проблемы является применение смешанной поляризации (в том числе, в сочетании с частотной избирательностью), а также различного рода легких и несложных по конструкции съемных пассивных переизлучающих структур. Смешанная поляризация, особенно частото-избирательная, позволит улучшить основные характеристики антенн при ограниченных их размерах. Здесь существенно то, что, в отличие от пространственной избирательности, поляризационная и частотная избирательность могут быть реализованы при достаточно малых электрических размерах антенны. Применение съемных пассивных структур позволит обеспечить оперативное изменение антенных характеристик, адаптируя таким образом антенны к конкретной тактической обстановке.

Для решения указанных задач настоятельно необходимо проведение всесторонних исследований антенных систем смешанной поляризации и создание эффективных методов и средств их проектирования.

Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно-техническая проблема повышения эффективности антенн СПР, обеспечения тактической гибкости и управляемости пространственных и поляризационных характеристик на основе совершенствования методики их проектирования.

Состояние вопроса в рассматриваемой области характеризуется следующими основными достижениями.

Проблема создания антенн с регулируемыми пространственными характеристиками представляет значительный практический и теоретический интерес и по ней имеется достаточно большое количество научно-технической литературы.

Формирование характеристик антенн подвижной связи с помощью замедляющих структур из параллельных стержней и структур типа "четвертьволновый стакан" рассматривалась в трудах Г.З. Айзенберга, A.JI. Бузова, В.Д. Дву-реченского, Г.А. Ерохина, JI.C. Казанского, М.А. Минкина, О.Н. Терешина, Е.Ю. Шередько, В.В. Юдина. [4, 5, 15, 17, 18, 19, 20, 24, 76, 86]. При этом считается, что регулирующие элементы не входят в состав самой антенны. Наиболее часто целью такой регулировки является устранение влияния опор и других металлических конструкций на диаграмму направленности антенны, в частности, сохранение близкой к круговой диаграммы направленности в горизонтальной плоскости [4, 5, 15, 18, 19, 20, 55]. В части обеспечения круговой диаграммы направленности антенны, находящейся вблизи несущих металлических конструкций, с помощью замедляющих структур из параллельных стержней имеется российский приоритет, подтвержденный патентами [4, 5]. С другой стороны, рассматривались возможности целенаправленного использования влияния несущих металлических конструкций для регулирования характеристик антенн в нужную сторону [76]. Однако вопросы применения пассивных структур до настоящего момента рассматривались только для антенн линейной (в основном вертикальной) поляризации и без обеспечения возможности регулировки характеристик антенн.

Наиболее перспективным вариантом технической реализации антенн со смешанной поляризацией представляется использование излучателей на основе скрещенных вибраторов [11, 130]. Поляризационным характеристикам антенн для подвижной связи в настоящее время уделяется повышенное внимание не только в части теоретических исследований, но также и в практическом плане. Так, ведущими мировыми производителями антенн и оборудования для базовых станций систем подвижной связи предлагается обширный ассортимент антенн со скрещенной поляризацией [117, 118, 121, 123]. По вопросу регулирования их поляризационных характеристик имеется много теоретических работ. Особое место занимают исследования в области антенн с поляризационной маневренностью (polarization-agile antennas). В числе авторов работ по этой тематике следует упомянуть С. Гао (S. Gao), JI. Дуссопта (L. Dussopt), Дж.М. Лахе-урта (Laheurte J.M.), М. Янга (М. Yang), Ю. Рахмат-Сами (Y. Rahmat-Samii), Н. Джина (N. Jin) и ряд других ученых [124, 126, 127, 128, 132, 133, 134, 136, 141, 142, 143, 145, 149, 152, 154, 155, 158, 160, 163]. Такие антенны обеспечивают оперативное переключение поляризационных характеристик, в том числе, очень быстрое - с помощью электронных приборов.

Однако, вопросы обеспечения смешанной поляризации до сих пор исследовались применительно, главным образом, к сотовой радиосвязи - для диапазонов 900 МГц и 1800 МГц при формировании секторных ДН с пространственным сложением сигналов нескольких передатчиков. Между тем, специфика СПР во многих случаях требует всенаправленного излучения и приема при одновременной работе нескольких радиостанций на общую антенную систему. Одним из вариантов реализации такой системы являются кольцевые антенные решетки (КАР), работающие по принципу схемно-пространственной мультип-лексии. Такие КАР также исследовались и реализовывались, создана соответствующая теория, изучены вопросы синтеза КАР и их диаграммообразующих схем, минимизации реактивных потерь, максимизации КНД и т.д. [15, 16, 24, 25,28,29, 71, 78,90, 92,115,111,135]. Однако, все это делалось исключительно для вертикальной поляризации. Вопросы реализации смешанной поляризации (в том числе, частотно-избирательной) применительно к КАР и схемно-пространственной мультиплексии до настоящего времени практически не изучены. Между тем, имеются основания полагать, что, благодаря специфической ориентации вибраторов в соседних излучателях, взаимодействие между ними по полю будет иным, и это позволит повысить эффективность антенн центровых станций, наряду с "системным" положительным эффектом от собственно смешанной поляризации. Это же относится и к вертикальным эквидистантным решеткам.

Следует также отметить, что до настоящего времени не рассматривались вопросы изменения конструктивных решений скрещенных вибраторов при переходе в более низкочастотные (по сравнению с сотовой радиосвязью) диапазоны, используемые в специальной радиосвязи, а также вопросы реализации в этих диапазонах частотно-избирательных устройств поляризационного разделения, позволяющих сочетать поляризационную избирательность с частотной и за счет этого дополнительно улучшать характеристики антенн.

Несмотря на обилие интересных публикаций, внедрение в практику соответствующих результатов сдерживается недостаточной теоретической проработкой методики проектирования антенных систем с регулируемыми пространственными и поляризационными характеристиками. Такие методики, прежде всего, должны быть основаны на современных эффективных методах электродинамического анализа.

Известные на сегодняшний день методы решения электродинамических задач с математической точки зрения можно разделить на две большие группы. К первой группе относятся методы, основанные на решении краевых задач для дифференциальных уравнений [48, 97, 122, 153]. Такие подходы весьма эффективны при решении внутренних задач антенной электродинамики. При решении же внешних задач они мало эффективны с точки зрения использования вычислительных ресурсов [43,105].

Ко второй группе относятся методы, использующие интегральные представления поля и предполагающие решение интегрального уравнения или системы интегральных уравнений [37]. В этой группе можно выделить два основных направления по принципу описания эквивалентных источников. К первому относятся методы, основанные на строгой исходной постановке задачи относительно поверхностных источников. Это методы сингулярных интегральных уравнений, развитые в трудах В.А Неганова, Г.П. Ярового, С.И. Эминова и других ученых [26, 27, 82, 83, 84, 85, 89, 108, 109, 156, 162] и метод обобщенной эквивалентной цепи, разработанный JI.C. Казанским [56, 57, 58, 59, 72, 73, 74]. Данные методы позволяют строить устойчивые вычислительные алгоритмы, однако относительно ресурсоемки. Ко второму направлению относятся методы на основе постановки задачи относительно эквивалентных осевых источников.

Во втором направлении существует большая группа методов на основе тонкопроволочного приближения с использованием уравнений Фредгольма 1-го рода. Эти методы получили наиболее широкое распространение в задачах анализа проволочных антенн. Они развивались в работах Е. Галлена (Е. Hallen), Р.Ф. Харрингтона (R.F. Harrington), Дж.Х. Ричмонда (J.H. Richmond), Г.З. Айзенберга, Г.А. Клигера, А.В. Рунова и многих других отечественных и зарубежных ученых [10, 43, 60, 63, 81, 105, 113, 125, 139, 140, 144]. Основные достоинства этих методов - простота алгоритмизации, сравнительно небольшая потребность в вычислительных ресурсах, универсальность в смысле пространственных форм. К числу недостатков этих методов можно отнести их некорректность по Адамару. Этот недостаток существенным образом ограничивает возможности методов, так как при этом возникают довольно сильные ограничения на величину радиуса проводников.

Для преодоления отмеченной трудности в рамках тонкопроволочного приближения широко используются различные методы регуляризации. К настоящему времени такие методы развиты в работах А.Н. Тихонова, В .Я. Арсе-нина, А.В. Гончарского и многих других ученых. Такие методы разрабатываются как в общей исходной постановке задачи [40, 67, 68, 79, 95, 96, 120], так и применительно к конкретным задачам антенной электродинамики [62, 112]. В работах A.JI. Бузова, В.В. Юдина и др. [15, 21, 111] для регуляризации используются стационарные свойства характеристик излучения в дальней зоне; однако такой подход применим только для кольцевых решеток при модовых возбуждениях. В.Е. Назаровым, В.А. Яцкевичем, С.Ф. Каршакевичем и др. [63, 81,116] предложен метод регуляризации, основанный на отображении функции распределения осевого тока в функцию распределения магнитного поля на поверхности проводника; однако этот метод работоспособен в ограниченном диапазоне радиусов проводников. Необходимо отметить метод на основе априорного ограничения вариации искомой функции [12], однако при использовании этого подхода могут возникнуть определенные трудности при определении параметра регуляризации.

Перспективны методы на основе ИУ Фредгольма 2-го рода. Такие методы разработаны в работах Е.Н. Васильева, М.А. Бузовой, М. Таскиена (М. Taskinen) и многих других ученых [34, 36, 38, 65, 104, 138, 159, 164]. Постановка задачи в рамках этого метода является изначально корректной по Адамару, и поэтому здесь не возникает трудностей, связанных с неустойчивостью решения. Это практически снимает ограничение сверху на величину радиуса проводников, однако эти методы более ресурсоемки из-за необходимости усреднения поля по контуру поперечного сечения проводника.

С учетом специфики поставленных в работе задач, наиболее перспективными в качестве основы для разработки эффективной методики анализа представляются методы на основе уравнений Фредгольма 1-го рода с использованием при необходимости метода регуляризации Тихонова.

Существенными с точки зрения эффективности методики анализа являются вопросы реализации вычислительных алгоритмов, включая определение систем базисных и координатных (весовых) функций, выбор численных методов при решении полученной системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ), а также при ее регуляризации, сокращение вычислительных затрат.

Проблеме выбора систем базисных и координатных функций посвящена обширная литература [13, 33, 36, 43, 107, 110, 119, 129, 131, 137, 147, 148, 151, 157, 161, 165]. При этом можно выделить два различных подхода к определению систем функций: их определение с учетом априорно известных свойств ожидаемого решения и использование сугубо математических систем функций, позволяющих получать сильно разреженные матрицы СЛАУ (на основе вейв-лет-анализа и пр.). Следует отметить, что игнорирование физического содержания задачи может привести к плохой аппроксимации и снижению эффективности алгоритма [13].

Среди систем базисных функций традиционно выделяют базисы полной области и базисы частичных областей. Основным достоинством базисов полной области является быстрая сходимость решения, основным недостатком - большие вычислительные затраты. Из базисов частичных областей следует выделить кусочно-синусоидальный базис, так как поле от него находится в замкнутых выражениях. В [33, 36] предложен квазипериодический кусочно-синусоидальный базис полной области, сочетающий в себе достоинства указанных выше базисов. Этот базис особенно эффективен при наличии в антенной системе геометрической и электрической симметрии. Существенным недостатком такого базиса является невозможность описания гальванических контактов в точках множественного ветвления проводников. Поэтому представляется перспективным обоснование применения комбинированного базиса на основе квазипериодического кусочно-синусоидального базиса на непрерывных участках проводников и кусочно-синусоидального базиса в местах гальванических контактов.

Что касается численных методов решения СЛАУ, а также ее регуляризации, то имеющееся значительное количество публикаций по этим проблемам [7,39,44,49, 54, 69, 80,102], по-видимому, обеспечит их обоснованный выбор.

Цель работы - разработка, исследование, экспериментальная апробация и практическая реализация эффективной методики проектирования антенн с регулируемыми пространственными и поляризационными характеристиками на основе скрещенных вибраторов.

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

Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в научных труда автора [ 166 - 189].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в рамках диссертационной работы получены следующие научные и научно-прикладные результаты.

Разработана эффективная методика электродинамического анализа излучающих структур с разветвлениями проводников на основе скрещенных вибраторов.

Выполнен анализ особенностей электродинамической задачи и возможных подходов к ее решению. Проведены выбор и обоснование электродинамической модели излучающих структур с разветвлениями проводников на основе скрещенных вибраторов и метода решения электродинамической задачи.

Проведена модификация метода уравнения Харрингтона с использованием комбинированного базиса. Обосновано использование квазипериодического кусочно-синусоидального базиса полной области на прямолинейных участках проводников и кусочно-синусоидального базиса частичных областей в местах ветвлений проводников.

Исследованы вопросы обеспечения линейной независимости граничных условий в точках разветвления проводников. Предложено два варианта решения проблемы: уменьшение числа дополнительно вводимых сегментов; разнесение в пространстве точек коллокации дополнительно вводимых сегментов.

Исследованы вопросы регуляризации уравнения Фредгольма 1-го рода, являющегося некорректной по Адамару задачей, с помощью метода Тихонова. Рассмотрены вопросы определения параметра регуляризации. Разработаны процедуры, обеспечивающие устойчивость вычислительного алгоритма на основе метода Тихонова.

Выполнена разработка алгоритма электродинамического анализа. Проведены программная реализация и апробация разработанного алгоритма электродинамического анализа излучающих структур с разветвлениями проводников на основе скрещенных вибраторов.

Проведены исследования характеристик антенных структур с излучателями, выполненными на основе скрещенных вибраторов.

Исследованы диапазонные свойства скрещенных вибраторов линейной и круговой поляризации с регулируемыми характеристиками направленности. Показана универсальность исследуемой структуры в достаточно широкой полосе частот.

Исследованы частотные свойства пространственных и кроссполяризаци-онных характеристик антенны на основе скрещенных вибраторов, размещенной на электрически тонкой опоре, при различных способах повышения радиопрозрачности опоры. Проведено сравнение импедансных структур двух видов, позволяющих повысить радиопрозрачность опоры без внесения изменений в конструкцию последней. Приводятся выводы по целесообразности использования различных способов повышения радипрозрачности опоры.

Исследованы импедансные и пространственно-энергетические свойства эквидистантных линейных решеток на основе скрещенных вибраторов. Методами электродинамического моделирования проведено сравнения линейных эквидистантных решеток на основе скрещенных и линейных вибраторов. Показана возможность сокращения межэтажного расстояния, количества этажей при построении линейной решетки на основе скрещенных вибраторов с заданным значением КНД.

Исследовано взаимное влияние излучателей в виде скрещенных вибраторов в составе кольцевых антенных решеток. Расчет кольцевых антенных решеток проводился с использованием метода анализа на основе собственных режимов возбуждения. Отмечен недостаток такой КАР - высокие реактивные потери, а также неравенство входных импедансов вибраторов в составе одного скрещенного вибратора. Показано преимущество построения КАР на основе скрещенных вибраторов на существующих опорах большого диаметра.

Произведен выбор типа пространственной структуры проектируемой антенной системы. Проанализированы основные типы пространственных структур, сформулированы тактико-технические требования, которым должны удовлетворять синтезируемые антенные структуры. На основании этих требований даны рекомендации по применению того или иного типа пространственной структуры.

Разработана методика проектирования антенн на основе скрещенных вибраторов, и проведены исследования эффективности применения скрещенных вибраторов в антенных структурах.

Выполнена классификация антенн смешанной поляризации на основе скрещенных вибраторов. Определены основные принципы формирования различных видов поляризации и выбран наиболее простой в реализации и эффективный вариант в зависимости от пространственной ориентации излучателя. Указаны специфические особенности построения вертикальных линейных и кольцевых антенных решеток на основе скрещенных вибраторов.

Разработаны схемотехнические решения частотно-избирательных устройств поляризационного разделения для дуплексных антенн смешанной поляризации. Разработана схема частотно-избирательного фазовращателя на сосредоточенных элементах, обеспечивающая требуемую фазо-частотную характеристику.

Разработаны методика и алгоритм проектирования антенных систем на основе скрещенных вибраторов. Проведено сравнение одно- и двухэтапного алгоритмов параметрического синтеза, обоснован выбор использования последнего. В рамках первого этапа решается задача электродинамического моделирования антенной системы методом интегрального уравнения в тонкопроволочном приближении, и синтезируется оптимальная антенная структура. В рамках второго этапа алгоритма проводится синтез антенной структуры с использованием регуляризованного решения, а также решаются технологические вопросы и разрабатывается документация.

Исследована эффективность излучения эллиптической поляризации и сдвоенного приема на центровой станции при использовании антенн с поляризационным разнесением на основе скрещенных вибраторов. Рассчитаны значения величины сигнала при произвольной ориентации абонентской радиостанции при помощи метода Монте-Карло. Анализ полученных зависимостей показал, что при излучении антенной центральной станции поля эллиптической поляризации (по сравнению с излучением вертикальной поляризации) уровень принимаемого сигнала увеличивается на несколько дБ. Прием сигнала центральной станцией с автовыбором, по сравнению с вариантом, когда прием ведется на антенну линейной поляризации, обладает большей эффективностью и дает выигрыш по уровню сигнала порядка 6 дБ.

Исследована эффективность применения скрещенных вибраторов в составе кольцевых решеток, реализующих схемно-пространственную мультип-лексию. Расчеты проводились с помощью метода Монте-Карла, как и в подразделе 3.4. Результаты вычислений показывают, что использование линейных антенных решеток на основе скрещенных вибраторов дает выигрыш в уровне принимаемого сигнала порядка 3 дБ, по сравнению с антенными решетками на основе вертикальных вибраторов. Кольцевые антенные решетки на основе скрещенных вибраторов дают приблизительно такой же выигрыш в уровне сигнала, по сравнению с антенными решетками на основе вертикальных вибраторов, а также позволяют формировать круговые ДН при меньшем диаметре антенной решетки.

Проведены экспериментальные исследования, и выполнена практическая реализация методики проектирования антенн на основе скрещенных вибраторов.

Выполнены расчетно-экспериментальные исследования макета АФУ для подсистемы профессиональной подвижной радиосвязи, выполненного в виде двухвходового двухполяризационного излучателя, который формирует различные виды ДН. Формирование различных ДН выполняется за счет использования комплектов сменных пассивных элементов. Приведено краткое описание конструкции структуры, и представлены ее теоретические и экспериментальные характеристики.

Выполнены экспериментальные исследования и практическая реализация двухполяризационных антенных систем с регулируемой диаграммой направленности для систем специальной подвижной радиосвязи. Рассмотрены два варианта реализации таких АФУ - линейные эквидистантные трехэтажные или шестиэтажные решетки. Данные АФУ формируют три типа ДН, а также могут излучать три вида поляризации: горизонтальную, вертикальную, эллиптическую. Представлены теоретические и экспериментальные характеристики данных АФУ.

Выполнены экспериментальные исследования и практическая реализация антенных структур типа Уда-Яги на основе скрещенных вибраторов для систем специальной подвижной радиосвязи. Данная антенная решетка представляет собой двухэтажную решетку, состоящую из двух расположенных один над другим блоков излучателей. Блок излучателей представляет собой скрещенную структуру, образованную двумя излучателями типа Уда-Яги, размещенными на общей траверсе. Представлены теоретические и экспериментальные характеристики данной антенной решетки.

Научные и прикладные результаты диссертационных исследований внедрены при проведении работ по созданию оборудования специальной радиосвязи в интересах Спецсвязи ФСО России и Министерства обороны России. Внедрение результатов работы и достигнутый эффект подтверждены соответствующими актами, приведенными в Приложении.

1. Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ / Под ред. Г.З. Айзенберга. В 2-х ч. Ч. 1. М.: Связь, 1977. - 384 с.

2. 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.

3. Альперт Я.Л., Гинзбург В.Л., Фейнберг Е.Л. Распространение радиоволн. М.: Гос. изд-во технико-теоретической лит., 1953. - 884 с.

4. Антенна: Патент № 2120687 Россия, МКИ6 Н 01 Q 3/44. 20.10.98, Бюл. № 29 / Бузов А.Л., Казанский Л.С., Носов Н.А. (Россия). - 5 е., илл.

5. Антенна: Патент № 2206946 Россия, МКИ7 Н 01 Q 3/44. 20.06.2003, Бюл. № 17 / Бузов А.Л., Казанский Л.С. (Россия). - 5 е., илл.

6. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн: Учебник для ВУЗов / Г.А. Ерохин, О.В. Чернышев, Н.Д. Козырев, В.Г. Кочержев-ский; Под ред. Г.А. Ерохина. 2-е изд., испр. - М.: Горячая линия-Телеком, 2004.-491 с.

7. Бабенко К.И. Основы численного анализа. М.: Наука, 1986. - 744 с.

8. Бакушинский А.Б., Гончарский А.В. Некорректные задачи. Численные методы и приложения. Изд-во МГУ, 1989.

9. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1988. - 128 е.: ил.

10. Бахрах Л.Д. О решении интегрального уравнения линейной антенны // ДАН СССР. 1954. - Т. 92. - № 4. - С. 755.

11. Бей Н.А., Вечтомов В.А., Прокопьев В.В. Малогабаритная турникет-ная антенна для аварийного морского буя // Антенны. 2005. - № 10 (101). - С. 32-35.

12. Блатов И.А., Бузова М.А., Юдин В.В. Регуляризация уравнений Фредгольма первого рода на основе априорного ограничения вариации искомойфункции в задачах антенной электродинамики // Вестник СОНИИР. 2004. - № 2 (6).-С. 19-26.

13. Блатов И.А., Пименов А., Юдин В.В. Применение сплайновых вейв-лет-функций к численному моделированию тонкопроволочных антенн // Инфо-телекоммуникационные технологии. 2003. - Т. 1. - № 4. - С. 29 - 32.

14. Бондарь И.В. Филиппов Д.В. О сокращении вычислительных затрат при анализе систем в присутствии посторонних металлоконструкций // Тезисы докл. XI Российской научной конференции ПГАТИ. Самара, 2004. - С. 133134.

15. Бузов A.JL УКВ антенны для радиосвязи с подвижными объектами, радиовещания и телевидения. М.: Радио и связь, 1997. - 293 с.

16. Бузов А.Л., Казанский Л.С. Многоканальные антенные решетки для толстых опор // XXVII Научно-техническая конференция "Теория и техника антенн": Тез. докл.-М., 1994.-С. 110-113.

17. Бузов А.Л., Казанский Л.С., Носов Н.А., Юдин В.В. Антенны на основе импедансных структур типа волновой канал для толстых опор // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. 1998. - Т. 6. - № 1. - С. 28 - 31.

18. Бузов А.Л., Казанский Л.С., Носов Н.А., Юдин В.В. Исследование импедансной структуры типа четвертьволновый стакан для тонких опор // Труды НИИР. 1998. С. 103-105.

19. Бузов A.J1., Казанский Л.С., Юдин В.В. и др. Современные методы электродинамического моделирования антенн и антенных систем диапазонов ВЧ, ОВЧ и УВЧ // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот. -2001.-№3 (31). С. 5 - 17.

20. Бузов А.Л., Кольчугин Ю.И., Никифоров А.Н., Романов В.А. Об особенности аттестации «безэховых» камер // Метрология и измерительная техника в связи. 1998. - №3. - С. 26.

21. Бузов А.Л., Кольчугин Ю.И., Носов Н.А., Павлов А.В. Измерение параметров антенн в «безэховой» камере // Метрология и измерительная техника в связи. 1998. - №4. - С. 12 - 13.

22. Бузов А.Л., Минкин М.А., Юдин В.В. Адаптивные по приему кольцевые антенные решетки центральных станций радиосвязи с подвижными объектами // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. 1998. - Т. 6. - № 1. - С. 16 -21.

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

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

25. Бузов А.Л., Филиппов Д.В., Юдин В.В. Применение метода Галерки-на для решения сингулярного интегрального уравнения тонкого вибратора // Труды НИИР: Сб. статей. М., 2000. - С. 64 - 66.

26. Бузов А.Л., Юдин В.В. Предельно достижимый КНД кольцевой антенной решетки // Труды НИИР. 1998. - С. 60 - 63.

27. Бузов А.Л., Юдин В.В. Проектирование кольцевых антенных решеток, реализующих схемно-пространственное сложение сигналов в системахподвижной радиосвязи: Учебное пособие для ВУЗов. М.: Радио и связь, 2005. -224 с.

28. Бузова М.А. Интегральное уравнение Фредгольма второго рода для линейного вибратора, имеющее смысл граничного условия для магнитного поля // Антенны 2003. - № 9 (76). - С. 18 - 22.

29. Бузова М.А. Модификация функции Грина в задачах анализа проволочных антенн на основе интегральных уравнений с приближенными ядрами // Вестник СОНИИР 2003. - № 2 (4). - С. 32 - 37.

30. Бузова М.А. О совместимости базиса и модели возбуждения в задачах антенной электродинамики // Радиотехника (журнал в журнале). 2005. -№1.-С. 65-68.

31. Бузова М.А. Почти ортогональный базис на основе квазипериодических кусочно-синусоидальных функций в задачах анализа проволочных антенн // Радиотехника (журнал в журнале). 2005. - № 1. - С. 59 - 64.

32. Бузова М.А. Уравнение Фредгольма второго рода для проволочной структуры при неосесимметричном возбуждении // Антенны. 2004. - № 3. -С. 26-30.

33. Бузова М.А., Юдин В.В. Методика расчета входного импеданса проволочной антенны на основе уравнения баланса энергии // Антенны. 2004. -№ 3. - С. 31 -36.

34. Бузова М.А., Юдин В.В. Проектирование проволочных антенн на основе интегральных уравнений: Учебное пособие для ВУЗов. М.: Радио и связь, 2005. - 172 с.

35. Васильев Е.Н. Алгоритмизация задач дифракции на основе интегральных уравнений. В кн.: Сб. научно-методических статей по прикладной электродинамике. - М.: Высш. шк. - 1977. - Вып. 1. - С. 94 - 128.

36. Васильев Е.Н., Каменев В.Г. О численном решении внешней электродинамической задачи для идеально проводящего тела // Известия высш. уч. зав. Радиофизика 1970. - Т. 13. - № 5. - С. 732 - 738.

37. Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. -М.: Наука, 1998-552 с.

38. Васильева А.Б., Тихонов Н.А. Интегральные уравнения. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1989. - 155 с.

39. Воеводин В.В., Кузнецов Ю.А. Матрицы и вычисления М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит-ры, 1984. - 320 с.

40. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Наука,1964.

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

42. Горинштейн A.M. Численное решение задач радиотехники и техники связи на ЭЦВМ. М.: Связь, 1972. - 200 с.

43. ГОСТ Р 50736-95 Антенно-фидерные устройства систем сухопутной подвижной радиосвязи: Типы, основные параметры, технические требования и методы измерений. М.: Госстандарт России, 1995. - 19 с.

44. ГОСТ Р 50738-95 Антенны штыревые для наземных подвижных радиостанций диапазона ОВЧ: Типы, основные параметры, технические требования и методы измерений. М.: Госстандарт России, 1995. - 27 с.

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

46. Д. Норри, Ж. де Фриз. Введение в метод конечных элементов: Пер. с англ.-М.: Мир, 1981.-304 с.

47. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. 3-е, перераб. - М.: Наука, 1967. - 368 с.

48. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. М.: Связь, 1972. - 336с.

49. Доналдсон Э.Э., Фри У.Р., Робертсон Д.У., Вуди Э. Измерения электромагнитных помех в экранированных камерах // ТИИЭР. 1978. - Т. 66. - № 4. - С. 118-128.

50. Драбкин АЛ., Зузенко В.Л., Кислов А.Г. Антенно-фидерные устройства. 2-е, доп. и перераб. - М.: Сов. радио, 1974. - 536 с.

51. Измеритель комплексных коэффициентов передачи Р4-37 / Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 164 с.

52. Инженерные расчеты на ЭВМ: Справочное пособие / Под ред. В.А. Троицкого. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд., 1979. - 288 с.

53. Казанский Л.С. Затухание электромагнитной волны в системе нагруженных вибраторов // Вестник СОНИИР. 2002. - № 1. - С. 37 - 40.

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

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

56. Казанский Л.С., Минкин М.А. О модификации метода обобщенной эквивалентной цепи // Вестник СОНИИР. 2004. - № 2 (6). - С. 54 - 57.

57. Казанский Л.С., Минкин М.А., Юдин В.В. Расчет симметричных излучающих систем методом обобщенной эквивалентной цепи // Радиотехника (журнал в журнале). 2005. -№ 1. - С. 73 - 75.

58. Казанский Л.С., 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 (56). - С. 65 - 72.

59. Калинин А.И., Черенкова Е.Л. Распространение радиоволн и работа радиолиний. М.: Связь, 1971.- 440 с.

60. Колечицкий Е.С. Расчет электрических полей устройств высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 168 с.

61. Корнилов М.В., Калашников Н.В., Рунов А.В. и др. Численный электродинамический анализ произвольных проволочных антенн // Радиотехника. -1989.-№7.-С. 82-83.

62. Коротковолновые антенны / Г. 3. Айзенберг, С. П. Белоусов, Э. М. Журбенко и др.; Под ред. Г. 3. Айзенберга. 2-е, перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985.-536 с.

63. Кравцов В.В. Интегральные уравнения в задачах дифракции. В кн.: Вычислительные методы и программирование. - М.: Изд. МГУ. - 1966. - Вып. 5.-С. 260-293.

64. Куммер В.Х., Джиллеспи Э.С. Антенные измерения 1978 // ТИИЭР.- 1978.-Т. 66.-№4.-С. 143-173.

65. Лаврентьев М.М., Савельев Л .Я. Линейные операторы и некорректные задачи. М.: Наука, 1991. - 331 с.

66. Лисковец О.А. Вариационные методы решения неустойчивых задач.- Минск: Наука и техника, 1981. 343 с.

67. Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на Фортране. Пер. с англ. / Под ред. Б.М. Наймарка. М.: Мир, 1977. - 584 с.

68. Матей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. Т.1. / Пер. с англ. под общей ред. Л.В. Алексеева и Ф.В. Кушнира. -М.: Связь, 1971.-440 с.

69. Минкин М.А. Аппроксимация сплошных поверхностей при анализе антенно-фидерных устройств методом обобщенной эквивалентной цепи // Антенны-2002.-№ 1 (56).-С. 18-21.

70. Минкин М.А. Учет диэлектрических элементов конструкции при анализе антенно-фидерных устройств методом обобщенной эквивалентной цепи // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот. 2001. - № 3 (31).-С. 18-24.

71. Минкин М.А. Электродинамическая теория параметрической чувствительности антенно-фидерных устройств. М.: Радио и связь, 2001. - 111 с.

72. 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.

73. Минкин М.А., Носов Н.А., Юдин В.В. Исследование влияния металлоконструкций опоры на развязку близкорасположенных антенн разной поляризации // Радиотехника (журнал в журнале). 2004. - № 1. - С. 99 - 103.

74. Многовходовые антенные системы подвижной радиосвязи на основе схемно-пространственной мультиплексии / A.J1. Бузов, J1.C. Казанский, М.А. Минкин и др.; Под ред. A.J1. Бузова. М.: Радио и связь, 2000. - 181 с.

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

76. Морозов В.А. Регулярные методы решения некорректно поставленных задач. М.: Наука, 1987. - 239 с.

77. На Ц. Вычислительные методы решения прикладных граничных задач: Пер. с англ. М.: Мир, 1982. - 296 с.

78. 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: Высшая школа, 1976. - С. 153 -158.

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

80. Неганов В.А., Корнев М.Г., Матвеев И.В. Новое интегральное уравнение для расчета тонкого вибратора // Письма в ЖТФ. 2001. - Т. 27. - Вып. 4.-С. 62-71.

81. Неганов В.А., Матвеев И.В., Медведев С.В. Метод сведения уравнения Поклингтона для электрического вибратора к сингулярному интегральному уравнению // Письма в ЖТФ. 2000. - Т. 26. - Вып. 12. - С. 86 - 93.

82. Нефедов Е.И., Радциг Ю.Ю., Эминов С.И. Теория интегральных уравнений дифракции электромагнитных волн // ДАН, 1995. Т. 345. - № 2. -С. 186- 187.

83. Носов Н.А. Экспериментальные исследования излучающих импе-дансных структур // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. 1998. - Т. 6. - № 1.-С.81-84.

84. Петров М.А. Инженерная методика синтеза низкопрофильной антенны на основе петлевого вибратора // XII Международная научно-техническая конференция: Радиолокация навигация, связь (Воронеж, апрель 2006 г.). Воронеж, 2006.-С. 481-488.

85. Пионтковская А.Ф. и др. Метрология в технике радиосвязи / Под ред. А.Ф. Пионтковской. М.: Радио и связь, 1983. - 184 с.

86. Радциг Ю.Ю., Сочилин А.В., Эминов С.И. Исследование методом моментов интегральных уравнений вибратора с точными и приближенными ядрами // Радиотехника. 1995. - №3. - С. 55 - 57.

87. Сазонов Д.М. Основы матричной теории антенных решеток. В сб.: Научно-методические статьи по прикладной электродинамике. 1983. - Вып.6. -С. 111-162.

88. Селективный микровольтметр и измеритель напряжений помех типа SMV 8.5 / Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 1980. - 71 с.

89. Сподобаев Ю.М., Юдин В.В. Электродинамический анализ линейных решеток параллельных вибраторов // Информатика, радиотехника, связь:

90. Сборник научных трудов молодых ученых ПИИРС. Самара, 1996. - С. 3841.

91. Тихонов А.Н. О решении некорректно поставленных задач и методе регуляризации // Доклады АН СССР. 1963. - Т. 151.-№3.-С. 501 -504.

92. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. Учебное пособие для вузов. Изд. 3-е, исправленное. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986.

93. Тихонов А.Н., Гончарский А.В., Степанов В.В., Ягола А.Г. Численные методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1990. - 232 с.

94. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. -М.: Наука, 1972.-735 с.

95. Ф. Франк и Р. Мизес. Дифференциальные и интегральные уравнения математической физики. J1.-M.: ОНТИ, 1937. - 998 с.

96. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. -М.: Связь, 1971. 388 с.

97. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П. Справочник по элементам волноводной техники. М.: Советское радио, 1967. - 651 с.

98. Фрадин А.З., Рыжков Е.В. Измерения параметров антенно-фидерных устройств. М.: Связь, 1972. - 352 с.

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

100. Хемминг Р.В. Численные методы / Пер. с англ. Под ред. Г.С. Густера. -М.: Наука, 1972.-400 с.

101. Хемминг Р.В. Численные методы для научных работников и инженеров: Пер. с англ. / Под ред. Р.С. Гутера. М.: Наука, 1972. - 400 с.

102. Цлаф Л.Я. Вариационное исчисление и интегральные уравнения. -М.: Наука, 1966.-176 с.

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

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

105. Эминов С.И. Обоснование метода моментов в теории дифракции // Письма в ЖТФ. 2003. - Т. 29. - Вып. 16. - С. 80 - 88.

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

107. Эминов С.И. Теория интегро-дифференциальных уравнений вибраторов и вибраторных решеток // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. -1997. Т. V. - Вып. 2 (18). - С. 48 - 58.

108. Юдин В.В. Анализ проволочных антенн на основе интегрального уравнения Харрингтона методом моментов с использованием различных весовых функций // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. 1996. - Т. 4. - № 4. -С. 116-124.

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

110. Юдин В.В. Корректная постановка задач электродинамического анализа тонкопроволочных моделей антенн // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот. 2001. - № 3 (31). - С. 39 - 45.

111. Юдин В.В. Разработка и программная реализация эффективных численных методов электродинамического анализа антенн диапазона ОВЧ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Самара. -1995.

112. Юдин В.В. Расчет параметров антенн, выполненных в виде замкнутых периодических структур // Труды НИИР. 1995. - С. 57-61.

113. Юдин В.В. Электродинамический анализ кольцевых антенных решеток с поворотной симметрией. Деп. В ГП ЦНТИ «Информсвязь» 5.02.96, № 2071 -св96.

114. Adams RJ. Combined field integral equation formulations for electromagnetic scattering from convex geometries // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2004. -V. 52.-№5.-P. 1294-1303.

115. Adams RJ. Physical and analytical properties of a stabilized electric field integral equation // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2004. - V. 52. - № 2. - P. 362 -372. .

116. Andrew Corporation catalog 38. 753 c.

117. Axelsson U. Iterative solution methods. Cambridge: University Press, 1996.-129 p.

118. Base Station Antennas Filters & Combiners: Каталог / Radio Frequency Systems V2.0. 651 c.

119. Boti M., Dussopt L., Laheurte J.M. Circularly polarized antenna with switchable polarization sense // Electron. Lett. 2000. - V. 36. - № 19. - P. 1518 -1519.

120. Burge G.J., Poggio A J. Numerical electromagnetic code (NEC) method of moments. - California: Lawrence Livermore Laboratory, 1981. - 664 p.

121. Cetiner B.A., Jafarkhani H., Qian J., Yoo H., Grau A., Flaviis F.D. Multifunctional reconfigurable MEMS integrated antennas for adaptive MIMO systems // IEEE Comm. Mag. 2004. - V. 42. - № 12. - P. 62 - 70.

122. Cetiner В.A., Qian J., Chang H., Bachman M., Li G.P., De Flaviis F. Monolithic integration of RE MEMS switches with a diversity antenna on PCB substrate // IEEE Trans, on Micr. Theory and Tech. (MTT-51). 2003. - № 1. - P. 332 -335.

123. Dauguet S. Microstrip antenna with polarization switching // Microwave and optical technology letters. 1994. - V. 7. - № 1. - P. 36 - 40.

124. Deng H., Ling H. Fast solution of electromagnetic integral equations using adaptive wavelet packet transform // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 1999. - V. 47. - № 4. - P. 674-682.

125. Eberhard S. Antennen. Berlin: VEB Verlag Technik, 1968. - 271 p.

126. Ergul 0., Gurel L. The use of curl-conforming basis functions for the magnetic-field integral equation // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2006. - V. 54. -№7.-P. 1917-1926.

127. Fries M., Grani M., Vahldieck R. A reconfigurable slot antenna with switchable polarization // IEEE Micr. and Wir. Сотр. Lett. 2003 . - V. 13. - № 11. -P. 490-493.

128. Gao S. Dual-polarized antennas and its applications to polari-zation-agile active arrays: PhD dissertation. Shanghai, P. R. China, Shanghai University Press, 1999.

129. Gao S., Sambell A., Zhong S.S. Polarization-agile antennas // IEEE Ant. and Prop. Mag. 2006. - V. 48. - № 3. - P. 28 - 37.

130. Georgiadis A. On antenna array design using orthogonal modes // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2004. - V. 52. - № 7. - P. 1905 - 1909.

131. Gianvittorio J.P., Rahmat-Samii Y. Reconfigurable patch antennas for steerable reflectarray applications // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2006. - V. 54. -№5.-P. 1388- 1392.

132. Golik W.L. Wavelet packets for fast solution of electromagnetic integral equations // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 1998. - V. 46. - № 5. - P. 618 - 624.

133. Gurel L., Ergul 0. Singularity of the magnetic-field integral equation and its extraction // IEEE Ant. and Wir. Prop. Letters 2005. - V. 4. - P. 229 - 232.

134. Hallen E. Theoretical investigation into the transmitting and receiving qualities of antennas // Nova Acta Soc. Sci. Upsal. 1938. - V. 1. - № 4. - P. 1 - 44.

135. Harrington R.F. Field computation by moment method. New York: Macmillan, 1968.-240 p.

136. Haskins P., Dahele J.S. Compact active polarization-agile antenna using square patch //Electron Lett.- 1995. -V.31.-№ 16.-P. 1305- 1306.

137. Jin N., Yang F., Samii Y. A novel reconfigurable patch antenna with both frequency and polarization diversities for wireless communications // IEEE Int. Symp. on Ant. and Prop. Digest. 2004. - № 1. - P. 1796 - 1799.

138. Jin N., Fan Yang Rahmat-Samii Y. A novel patch antenna with switchable slot (PASS): dual-frequency operation with reversed circular polarizations // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2006. - V. 54. - № 3. - P. 1031 - 1034.

139. Li L., Liu Y.-W., Mei K.K., Leung K.-W. Applications of the Maxwellian circuits to linear wire antennas and scatterers // IEEE Trans, on Ant. and Prop. -2006. V. 54. - № 10. - P. 2725 - 2730.

140. Martinez-Lorenzo J.A., Arias M., Rubinos O., Gutierrez J., Garcia-Pino A. A shaped and reconfigurable reflector antenna with sectorial beams for LMDS base station // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2006. - V. 54. - № 4. - P. 1346 -1349.

141. Mobile antenna systems handbook / ed. by K. Fujimoto, J.R. James. -Boston London: Artech House, 1994. - 617 p.

142. Oijala P.Y., Taskinen M. Calculation of CFIE impedance matrix elements with RWG and

143. Pan G.W., Tretiakov Y.V., Gilbert B. Smooth local cosine based Galerkin method for scattering problems // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2003. - V. 51. -№ 6. - P. 1177-1184.

144. Petit L., Dussopt L., Laheurte J.-M. MEMS-switched parasitic-antenna array for radiation pattern diversity // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2006. - V. 54. -№9.-P. 1791 -1798.

145. Popovic B.D. Polinomial Approximation of Current along Thin Symmetrical Cylindrical Dipoles. Proc. IEE, 1970, vol. 117, N5.

146. Rius J.M., Ubeda E., Parron J. On the testing of the magnetic field integral equation with RWG basis functions in method of moments // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2001. - V. 49. - № 11. - P. 1150 - 1553.

147. Row J.-S., Wu J.-F. Aperture-coupled microstrip antennas with switchable polarization // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2006. - V. 54. - № 9. - P. 2686 -2691.

148. RWG functions // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2003. - V. 51. - № 8. -P. 1837-1846.

149. Salah В., Lionel P., Walid T. An efficient finite-element time-domain method for the analysis of the coupling between wave and shielded enclosure // IEEE Trans. Magn. 2002. - V. 38. - № 2. - part 1. - P. 709 - 712.

150. Scott H., Fusco F.V. Polarization-agile circular wire loop antenna // IEEE Ant. and Wir. Prop. Letters 2002. - V. 1. - P. 64 - 66.

151. Shih-Chieh Yen, Tah-Hsiung Chu A beam-scanning and polarization-agile antenna array using mutually coupled oscillating doublers // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2006. - V. 53. - № 12. - P. 4051 - 4057.

152. Stynes M., Riordan E. An analysis of a superconvergence result for a singularly perturbed boundary value problem // Math. Comput. 1986. - V. 46. - P. 81 -92.

153. Su C., Sarkar Т.К. Adaptive multiscale moment method (AMMM) for analysis of scattering from three-dimensional perfectly conducting structures // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2002. - V. 50. - № 4. - P. 444 - 450.

154. Sung Y., Jang Т., Kim Y. A reconfigurable microstrip antenna for switchable polarization // IEEE Micr. and Wir. Сотр. Lett. 2004 . - V. 14. - № 11. -P. 534-536.

155. Taskinen M., Yla-Oijala P. Current and charge integral equation formulation // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2006. - V. 54. - № 1. - P. 58 - 67.

156. Vallecchi A., Gentili G.B. Design of dual-polarized series-fed microstrip arrays with low losses and high polariza-tion purity // IEEE Trans, on Ant. and Prop. -2005.-V. 53.-№5.-P. 1791- 1798.

157. Wang G. Application of wavelets on the interval to the analysis of thin-wire antennas and scatterers // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 1997. - V. 45. - № 5. -P. 885-893.

158. Wang W.X. The exact kernel for cylindrical antenna // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 1991. - V. 39. - № 5. - P. 434 - 435.

159. Yang F., Rahmat-Samii Y. A reconfigurable patch antenna using switchable slots for circular polarization diver-sity // IEEE Micr. and Wir. Сотр. Lett. 2002 . - V. 12. - № 3. - P. 96 - 98.

160. Zhang Y., Cui T.J., Chew W.C., Zhao J. Magnetic field integral equation at very low frequencies // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2003. - V. 51. - № 8. - P. 1864- 1871.

161. Zhou H., Hua G., An accurate approach for the calculation of MoM matrix elements // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2006. - V. 54. - № 4. - P. 1185 -1191.

162. Аронов В.Ю., МинкннМ.А. Принципы построения дуплексных антенн смешанной поляризации для транкинговых систем подвижной радиосвязи // Антенны. 2003. - № 9 (76). - С. 4 - 7.

163. Аронов В.Ю. Исследование диапазонных свойств двухполяризаци-онных излучателей на скрещенных вибраторах с регулируемой характеристикой направленности // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот. 2003. - № 1 (37). - С. 5 - 15

164. Аронов В.Ю. Исследование диапазонных свойств импедансных структур, выполненных в виде полуволновых стержней // Тезисы докл. XI Российской научной конференции ПГАТИ. Самара, 2004. - С. 131 - 132.

165. Аронов В.Ю., Бузова М.А., Петров М.А. Проблема выбора вида интегрального уравнения при решении задач антенной электродинамики // Радиотехника (журнал в журнале). 2004. - № 1. - С. 57- 63

166. Аронов В.Ю., Бузов A.JI., Петров М.А. Обеспечение линейной независимости граничных условий при сетчатом моделировании излучающих структур // Вестник СОНИИР. 2004. - № 1 (5). - С. 10 - 15.

167. Аронов В.Ю. Диапазонные свойства Х-Pol излучателей с изменяемой диаграммой направленности // X Международная научно-техническая конференция: Радиолокация, навигация, связь (Воронеж, апрель 2004 г.). Воронеж, 2004.-Т. 3-С. 2107-2114.

168. Аронов В.Ю. Диапазонные и направленные свойства антенн круговой поляризации при изменении типа рефлектора // Антенны. 2004. - № 3 (82).-С. 4-8.

169. Аронов В.Ю. Ослабление влияния опоры на развязку скрещенных вибраторов // Вестник СОНИИР. 2004. - №2 (6). - С. 12-15.

170. Аронов В.Ю. Сравнение двух способов повышения радиопрозрачности тонкой опоры // Тезисы докл. XII Российской научной конференции ПГАТИ. Самара, 2005. - С. 182 - 184.

171. Аронов В.Ю. Экспериментальные исследования АФУ со скрещенной поляризацией // Вестник СОНИИР. 2005. - № 1 (7). - С. 9 - 11.

172. Аронов В.Ю. Многодиапазонные антенны со смешанной поляризацией // Вестник СОНИИР. 2005. - № 3 (9). - С. 29 - 31.

173. Аронов В.Ю. Модификация метода уравнения Харрингтона с использованием квазипериодического кусочно-синусоидального базиса для целей анализа проволочных импедансных структур // Вестник СОНИИР. 2005. - № 4 (10).-С. 8-12.

174. Аронов В.Ю. Анализ Х-Pol излучателей с. изменяемой диаграммой направленности на основе решения интегрального уравнения с ККФ-базисом // Тезисы докл. XIII Российской научной конференции ПГАТИ. Самара, 2006. -С. 108.

175. Аронов В.Ю. Оценка эффективности сдвоенного приема на центровой станции подвижной радиосвязи при поляризационном разнесении // Тезисы докл. XIII Российской научной конференции ПГАТИ. Самара, 2006. - С. 109.

176. Аронов В.Ю. Оценка эффективности квазипериодического кусочно-синусоидального базиса с точки зрения повышения точности расчета тока в проволочных антеннах // Вестник СОНИИР. 2006. - № 1 (11). - С. 9 - 13.

177. Аронов В.Ю. Особенности построения эквидистантных линейных решеток // Радиотехника (журнал в журнале). 2006. - № 10. - С. 57 - 63

178. Аронов В.Ю. Исследование взаимного влияния X-POL излучателей в составе кольцевой антенной решетки // Антенны. 2006. - № 10 (76). - С. 4 - 7.

179. Аронов В.Ю. Исследование эффективности применения X-POL излучателей в составе кольцевых решеток, реализующих схемно-пространственную мультиплексию // Вестник СОНИИР. 2006. - № 3 (13). - С. 8-13.

180. Аронов В.Ю. Двухэтапный параметрический алгоритм оптимизации излучающих структур на основе скрещенных вибраторов // Вестник СОНИИР. -2006.-№4(14).-С. 16-19.

181. Аронов В.Ю. Принципы выбора типа пространственных структур антенных систем на основе скрещенных вибраторов // XIII Международная научно-техническая конференция: Радиолокация, навигация, связь (Воронеж, апрель 2007 г.). Воронеж, 2007.