автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Разработка математического и программного обеспечения подсистемы автоматизированного проектирования плоских дифракционных антенн

кандидата технических наук
Шерстюк, Олег Игоревич
город
Воронеж
год
2005
специальность ВАК РФ
05.13.12
цена
450 рублей
Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Разработка математического и программного обеспечения подсистемы автоматизированного проектирования плоских дифракционных антенн»

Автореферат диссертации по теме "Разработка математического и программного обеспечения подсистемы автоматизированного проектирования плоских дифракционных антенн"

На правах рукописи

ШЕРСТЮК Олег Игоревич

РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОДСИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЛОСКИХ ДИФРАКЦИОННЫХ АНТЕНН

Специальность 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2006

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Пастернак Юрий Геннадьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Макаров Олег Юрьевич;

кандидат ф из.-мат. наук, доцент Преображенский Андрей Петрович

Ведущая организация Воронежский институт МВД РФ

Защита диссертации состоится «27» января 2006 г. в 1530 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.03 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан «_» декабря 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Родионов О. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Эффективность систем автоматизированного проектирования (САПР) плоских дифракционных антенн в значительной степгни определяется качественными показателями математического обеспечения, применяемого для проведения расчетов. Как правило, в современных САПР ангенно-ф вдерных устройств используются универсальные численные метода - чаще всего метод конечных элементов и метод моментов. Преимуществом такого подхода является практическое отсутствие ограничений на морфологию анализируемого электродинамического объекта. Однако есть и сущгственные недостатки, к каковым можно отнести низкую производительность программных средств, предназначенных для моделирования апертурных антенн больших электрических размеров. Так, авалю трехмерных многослойных металлодгалектрических структур, электрические размеры которых превышают ЗАхЮАхЮА, с помощью вышеупомянутых методов либо невозможен, либо требует неоправданно больших затрат машинного времени даже при использовании столь мощных электродинамических ымуляторов, как Microwave Studio CST, Zeland, HFSS HP, Maxwell, ADS и других.

Постоянное ужесточение требований по массогабаритным показателям современной радиоаппаратуры, которые распространяются и на антенные устройства, заставляет проектировщиков искать новые принципы и подходы автоматизированного проектирования плоских СВЧ антенн, в частности, дифракционного типа. Плоские дифракционные антенны, используемые в современных радиоэлектронных системах миллиметрового и субмигшиметрового диапазонов волн, зачастую характеризуются весьма высоким коэффициентом усиления, достигающим 40*46 дБ, могут иметь размеры излучающей апертуры до (36V72 Х)х(36+72 X ). Таким образом, электрический объем высоконаправленных плоских дифракционных антенн может достигать 5000-Х3, что делает проблематичным анализ подобных структур даже на современных суперкомпьютерах семейства CRAY ORIGIN.

Одним из путей решения данной проблемы может быть создание специального высокоэффективного математического и программного обеспечения подсистемы автоматизированного проектирования плоских дифракционных преобразователей поверхностных волн в объемные, ориентированной на использование персональных ЮМ-совмесгимых компьютеров. Кроме того, созданная подсистема САПР позволит существенно улучшить многие характеристики плоских дифракционных антенн: повысить их КПД, коэффициент использования поверхности, расширить полосу рабочих частот, уменьшить габаритные размеры и массу. Учитывая вышесказанное, разработка математических моделей, составляющих основу математического обеспечения САПР плоских дифракционных антенн СВЧ диапазона, а также создание соответствующего программного обеспечения является актуальной научной задачей.

Работа выполнена в соответствии с межвузовской научно-технической программой «Информационные технологии в образовании и науке» в рамках основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «САПР и системы автоматизации производства», «Перспективные радиоэлектрон-

ное НАЦИОНАЛЬНАЯ i БИБЛИОТЕКА ,

ные и лазерные устройства, системы передачи, приема, обработки и защиты информации».

Цель и задачи исследования. Целью диссертации является создание математического и программного обеспечения подсистемы САПР, предназначенной для создания и анализа плоских антенн дифракционного типа. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

разработки универсальной математической модели для анализа периодических структур с некоординатной и координатной формой паза отражательных дифракционных решеток, входящих в их состав;

создания математической модели, предназ гаченной для анализа периодической металлодиэлекгрической структуры «металлическая решетка из брусьев - диэлектрический слой—металлическая гребенка»;

разработки математической модели для анализа периодической структуры «трехуровневая металлическая решетка накрытая слоем диэлектрика»;

создания математической модели для расчета конструктивных размеров и характеристик дифракционной антенны на основе плоского фокусирующего рефлектора;

проведения численного моделирования с последующей экспериментальной проверкой полученных результатов с целью подтверждения адекватности разработанных математических моделей;

разработки структуры подсистемы САПР плоских дифракционных антенн и оценки адекватности функционирования ее отдельных элементов с помощью создания и исследования экспериментальных образцов анализируемых антенных устройств.

Методы исследования. В ходе выполнения работы использовались основные положения теории систем автоматизированного проектирования, методы классической электродинамики решения краевых задач: метод частичных областей, метод интегральных уравнений, метод обобщенных матриц рассеяния, теория дифракции электромагнитных волн на металлодиэлектрических структурах, стандартные методики измерения характеристик ангенно-фидерных устройств СВЧ диапазона.

Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:

математические модели дифракции плоских электромагнитных волн на бесконечно протяженных композиционных периодических структурах, отличающиеся от известных более компактным атлетическим описанием, наглядностью, удобством, возможностью простой интеграции в существующие САПР антенных и СВЧ устройств;

математическая модель, позволяющая проводить расчеты геометрических размеров фокусирующей дифракционной структуры, и характеристик антенных Устройств, созданных на ее основе;

алгоритмы и программы для их дальнейшего использования в подсистеме САПР, предназначенной для проектирования СВЧ дифракционных антенн;

методика моделирования дифракции плоских волн на некоординатной метал-лодюлектрической структуре, основанная на использовании ее ступенчатой координатной аппроксимации.

Практическая значимость работы. Разработанные математические модели являются основой для [фактической реализации структуры САПР СВЧ антенн дифракционного типа. Также возможно их применение в различных других САПР антенных устройств для создания и совершенствования низкопроф ильных СВЧ антенн, радиотехнических устройств СВЧ и КВЧ диапазонов, использующих эффект взаимодействия с пространственными гармониками рассеянного спектра волн. В ходе работы были созданы и испытаны плоские высокоэффективные антенны, предназначенные для работы в СВЧ диапазоне. Теоретические результаты работы положены в основу пяти специализированных программ, зарегистрированных в ГФАиП за №№ 50200300979, 50200300981, 50200300980 ог 25.11.03; 50200401259 от 09.11.04, 50200401274 от 10.11.04.

Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты работы использованы в ЗАО «ИЖОС» (г. Москва), НКТБ «Феррит» (г. Воронеж); в рамках НИР № ГР 01.20.204146 «Построение теории дифракционных плоских антенн и структур СВЧ и КВЧ диапазонов с малой радиоза-метностью для радиосистем тактического звена», НИР № ГР 01.2.00306959 «Построение строгих аналитических, полуэмпирических и эвристических моделей и алгоритмов, учитывают?« электродинамическую связь между вибраторными антенными решетками и корпусом носителя в диапазоне 20-2000 МГц». Результаты работы внедрены в учебный процесс Воронежского института МВД и ВГТУ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на: VD, VIII и IX Международных научно-технических конференциях «Радиолокация, навигация и связь» (Воронеж, 2001 - 2003); ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников, студентов и аспирантов Воронежского государственного технического университета.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 14 печатных работах. В работах опубликованных в соавторстве, и приведенных в конце автореферата лично соискателю принадлежит: [1,2]- экспериментальное исследование угло-частогных характеристик периодических координатных и некоординатных структур; [4, 5] - обзор существующих методов анализа и технических решений, направленных на снижение отраженного от объекта излучения, где в частности, рассматривалась возможность применения металлодиэлектрических структур в качестве противорадиолокационного покрытия; [12, 13, 14] - программная реализация, проведение моделирования и экспериментальное подтверждение правильности проведенных расчетов; [15-19] - создание программ. В [3, 6-11 ] - теоретическое описание и экспериментальное исследование, созданных антенных устройств.

Структура и объем работы. Диссертация состоит го введения, четырех глав и заключения, списка литературы го 150 наименований и приложения. Работа изложена на 242 страницах, содержит 169 рисунка и 2 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность темы, сформулирована цель работы, задачи исследования, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, дана краткая аннотация диссертации по главам.

Первая глава посвящена обзору существующих САПРантенно-фидерных устройств и применяемых в них математических методов. Также проведен анализ различных низкопрофильных антенных конструкций, которые могут выступать в качестве объектов проектирования.

Анализ современных зарубежных и отечественных САПР СВЧ антенн и устройств показывает, что эти системы имеют, как правило, модульный состав, что позволяет их легко модернизировать, дополняя пакеты прикладных программ необходимыми модулями, пополнять базу данных, использовать отдельные модули автономно от основной программы. С целью повышения эффективности проектирования, разработчики САПР программ стремятся улучшать их совместимость, для чего применяются специальные трансляторы, позволяющие импортировать (экспортировать) данные го одной программы в другую.

Важной тенденцией, влияющей на развитие современного рынка программного обеспечения, является возрастающее доминирование персональных компьютеров с установленной на них операционной системой Windows. Этот факт отразился на последних разработках многих известных фирм-лидеров программного обеспечения САПР СВЧ устройств, например, пакеты Microwave Offices и Microwaves Studio написаны специально для использования их под управлением операционной системой Windows.

Проведенный анализ низкопрофильных антенн, использование которых весьма перспективно по целому ряду признаков, среди которых: конформная установка на мобильных объектах, высокая механическая прочность, качественный дизайн, позволил выявить, что создание плоских высоконаправленных антенн сопряжено со значительными трудностями, вызванными сложной многослойной структурой конструкций большинства таких антенн, что приводит к нестабильности их параметров и низкой технологичности. Высокие потери и низкая электрическая прочность микрополосковых линий, применяющихся в качестве излучающих элементов в большинстве плоских антенн, накладывает на них дополнительные функциональные ограничения, вызванные низким КПД и, как следствие, низкой общей эффективностью.

Добиться улучшения некоторых характеристик плоских высоконаправленных антенн позволяет применение плоских дифракционных структур, которые обладают высокими значениями общей эффективности, и простой конструкцией, обеспечивающей высокую механическую и электрическую прочность.

Однако разработка конструкций таких антенн с помощью существующих программ САПР весьма затруднительна. Это связано с тем, чгго в современных САПР СВЧ устройств, как правило, используются универсальные численные методы (метод конечных элементов, Бубнова-Галеркина, метод интегральных уравнений, метод обобщенных матриц рассеяния) такой подход при анализе

апертурных антенн с большой площадью почти невозможен из-за чрезмерных вычислительных затрат.

Таким образом, для успешного применения вычислительной техники при проектировании дифракционных плоских антенн, необходимо разрабатывать аналитические математические модели для их применения в соответствующих программах САПР.

Во второй главе приводится описание математических моделей, предназначенных для использования в САПР плоских дифракционных антенн.

Для расчета характеристик периодических композиционных структур, выполненных на основе отражательных дифракционных решеток с координатным и некоординатным профилем пазов, накрытых слоем диэлектрика можно воспользоваться методом декомпозиции с последующим применением методов интегральных уравнений к отражательной дифракционной решетке и обобщенных матриц рассеяния для учета слоя диэлектрика, расположенного сверху.

Рис. 1. Общий вид рассматриваемых структур

Применение декомпозиции к показанной на рис. 1 структуре приводит к выделению трех подобластей А, В и С. В области пространства А комплексный вектор столбец амплитуд пространственных гармоник запишется следующим образом:

с'"»'1 еав<?ВВ(т .Мгиу'о/М^ (л\

где ф4 - вектор-столбец компонент поля в области А; - диагональная матрица с коэффициентами отражения от диэлектрического слоя; (р^- вектор-столбец с набором комплексных амплитуд собственных волн облучающих структуру из пространства А; Я?" - диагональная матрица с коэффициентами прохождения компонент поля из области В в область А через диэлектрический слой; 52ЙЛ - квадратная матрица с коэффициентами отражения компонент поля области В от дифракционной решетки; / — единичная матрица; - диагональная матрица с коэффициентами отражения компонент поля области В от диэлектрического слоя; - диагональная матрица с коэффициентами прохождения компонент поля из области А в область В сквозь диэлектрический слой.

Элементы матриц , могут быть легко вычислены аналитиче-

ски по формулам, приведенным во многих литературных источниках. Вектор-столбец (р^о содержит один не нулевой компонент, соответствующий плоской //-поляризованной волне, облучающей структуру.

Элементы квадратной матрицы Б™ представляют собой амплитуды гармоник Флоке на границе неоднородности 1, которые возникают при дифракции и-ых компонент поля единичной амплитуды, облучающих дифракционную решетку:

(2)

где - элементы матрицы, имеющие смысл комплексных коэффициентов отражения. Индексы указывают номер рассеянной гармоники Флоке и номер дифрагирующей компоненты облучающего поля соответственно. При этом угол падения облучающего поля вычисляется по формуле:

0(и) = -агс51п(лК + БЦФ)), (3)

где К -Ь,Х- безразмерный частотный параметр.

В случае периодических отражательных решеток поле над ними представляется в виде разложения парциальных волн (гармоник Флоке):

«(у.*)=Ио(У,*)+ ¿ХС'У^М- (4)

л=-00

где {ц/л(/,>")} - ортонормированная на отрезке [—¿>/2, А/2] квазипериодическая система функций:

Ч,„{иу)=\е-'^, А„ = / = кЬшв; (5)

,0 о

Г„ - безразмерная поперечная постоянная распространения; ц>(у, г) - падающее поле; к - волновое число. Зависимость от времени определяется множителем ехр(- тТ); - неизвестные коэффициенты отражения.

Интегральное уравнение с учетом отраженного от дна структуры компоненты поля запишется следующим образом:

\и(М)+1 ¿0, (6)

2 2л £ дпР >

где поле щ (у, г) есть отраженная от плоскости г = О падающая плоская волна щ(у, г); пр - внутренняя нормаль к контуру, описывающему гребень дифракционной решетки; - контур гребня дифракционной решетки.

Функция Грина, удовлетворяющая необходимым условиям имеет вид:

" »=-« 1п

Решив интегральное уравнение (6) методом Крылова - Боголюбова можно определить ток на гребне решетки, который позволяет вычислить поле на расстоянии Л. После применения обратного преобразования к (4) можно найти искомые величины /{,. При проведении расчетов необходимо учитывать все распространяющиеся и одну, две затухающие гармоники.

Математическая модель, основанная на методе частичных областей, призванная обеспечить высокое быстродействие расчетов применяется к координатной структуре, состоящей из отражательной гребенки содержащей К пазов на одном периоде, диэлектрического слоя и прозрачной решетки из брусьев (рис. 2).

Рис. 2. Исследуемая металлодголекгрическая структура (К = 2)

После записи выражений, описывающих поля в частичных областях (обозначены цифрами в квадратах на рис. 2), и применения к ним операции «сшивания» можно получить систему функциональных уравнений (8)^(17), которая в дополнении с граничными условиями на металле несет в себе всю необходимую информацию для дальнейшей математической формализации рассматриваемой задачи.

X Ц + и* = X + соз

т л

П

(лг-а,)

£ 4,-52 = X дт е-2'^ - Рт е2'^ и

, СОБ

тк О

(д;-а,)

£ \<2т+Рт с05

О

С* - «1 )

ЛИ!

о"

(8) (9) (Ю) (И)

|ви-С„|у„ед =|

Кл+ £„ = Fл ехр(-гу„Д) + йп ехр(/у„Д), |л„ = е-^+Сп |у„ея,

рк К

2 ехр(/р„х) = со5()^Д)со5

л=-оо \ / р-О

Л=-ао I ; еА *=1 р=0

С-ЦЬ;

& У

к

' к V 7=1

(13)

(14)

(15)

(16) (17)

где А„, ()т, Рт, Вп, Си, Кл, ¿я, Fя,Gл, 2* (£-номер канавки гребенки) -

амплитуды пространственных гармоник в частичных областях;

*о = 2х/Х0; Р^АрИп 0 + 2пп/Ь; у„ = " Р* }'/2; 8я = |*02 - (/тс/П)2 }'/2;

= -Уф* - {рп;1Ук )2 - постоянные распространения волн в частичных областях; 8* - относительная диэлектрическая проницаемость материала, заполняющего канавки; 5® - символ Кронекера.

Следующим шагом решения задачи является этап исключения текущей координаты х в модальных функциях, фигурирующих в системе (8УК 17), то есть разрешение системы относительно амплитуд парциальных волн частичных областей. В результате чего получаются три подсистемы для численного моделирования, содержащие коэффициенты Ап, Кп и

Первая подсистема получена на основе суммы уравнений (8), (10) с представлением модальной функции ехр(/рлх) в виде ряда, члены которого содержат сомножители вида ссй[тп(х - а\ УП], это позволяет исключить неизвестную

комплексную величину \()те~2'е"'* + Рте2'в"г >и выразить ВП,СП через амплиту-

ды КпУ ¿и с помощью (12) и (13) после того, как применить к разности уравнений (9), (11) разложение множителей соэ [/итт(х - о, УО] в виде ряда, члены которого содержат ехр(/Ц,х).

Вторая подсистема для численного моделирования получается аналогичным образом на основе суммы уравнений (9), (11) и разности (8), (10) к которым применяются такие же разложения, после чего учитываются соотношения (12), (13).

Последняя подсистема формируется на основе (14)+(17). После исключе-

ния амплитуд гармоник Еп,Сп, к уравнению (16) применяется разложение

f к V

ехр(г'в,дг) по полной ортогональной системе функций сое

рк

К

К у=1 У

на ин-

тервале дге

.7=1 7=1

. После разложения содержащихся в (16) модаль-

ных функций соБ

рк

К

-2>,

7=1 )\

в ряд на соответствующем интервале, и ис-

ключения неизвестных амплитуд волноводных мод 2р можно получить искомое уравнение.

При непосредственной численной реализации математической модели необходимо удержать конечное число слагаемых в бесконечных суммах в подсистемах уравнений. Как показала практика достаточно учитывать М*-2М слагаемых, где М- число учитываемых пространственных гармоник: М » 1.

Рис. 3. Трехуровневая гребенка, накрытая слоем диэлектрика

Математическая модель для анализа трехуровневой гребенки, накрытой слоем диэлектрика (рис. 3), как и в предыдущем случае, была получена на основе метода частичных областей, что позволило добиться высокой скорости и точности проводимых с ее помощью расчетов.

Важной особенностью, при получении аналитических выражений явилось то, что для обеспечения сходимости результирующей системы уравнений горизонтальные участки ступеней второго уровня гребенки необходимо рассматривать в виде канавок с бесконечно малой глубиной: ^ -» 0. Поле в такой канавке левее области 5 можно записать как:

Я; = £кр (г + А, + и0 )]соб р=о

рк

(х-т,)

(18)

где Vр -амплитуды мод канавки; гр = -¡к* -(рк'(т2 -т,))2 .

Полученная математическая модель может успешно применяться не только к координатным структурам, но и к некоординатным, например, с треугольной формой паза при ее ступенчатой аппроксимации.

Одним из способов уменьшения габаритных размеров и массы СВЧ зеркальных антенн является использование в них плоских рефлекторных отражателей. Для автоматизации проектирования СВЧ антенны с оптическим типом питания, выполненной на основе плоского фокусирующего рефлектора (рис. 9 а) в работе предложена математическая модель, позволяющая рассчитывать характеристики и конструктивные размеры такой антенны.

Конструкция антенны состоит из двух основных частей: плоского рефлектора с пазами квадратного сечения различной глубины, и облучателя, выполненного на основе турникетной антенны с отражателем, питаемой с помощью четы-рехпроводной экранированной воздушной линии. Применение подобного облучателя позволяет электронным образом управлять поляризацией принимаемых волн с помощью фарадеевского поляризатора, подключаемого ко входу антенны.

Принцип действия антенны основан на преобразовании сферического фронта электромагнитной волны облучателя, падающей на рефлектор, в близкий к плоскому. Фаза отраженной от поверхности рефлектора волны зависит от глубины его пазов:

(гю/ж0)-со5(е^)-г

(/м/^0)"со5(е„яд) + 1]

где /г, - глубина у - го паза рефлектора; - длина волны в свободном пространстве; - комплексное входное сопротивление одиночного паза; Щ, - волновое сопротивление свободного пространства; г0 - высота расположения облучателя гад рефлектором; - угол между осью г и направлением падения облучающей волны в точку рефлектора с координатами (¡г,у\

Как показали эксперименты с лабораторным макетом антенны, на центральной частоте 10.9 ГГц достигается максимальная эффективность антенны более 50 %, что сопоставимое расчетным и значениями, полученными при моделировании.

В третьей главе приводятся результаты численного моделирования и экспериментальной проверки адекватности полученных математических моделей.

Расчет энергии тока на гребнях дифракционных решеток с пазами трех типов позволил выявить общую закономерность, связанную с электродинамическим обособлением полостей, и как следствие, их различного влияния на формирование резонансных свойств решетки.

На рис. 4 показаны распределения тока на гребнях решеток, соответствующие максимальной энергетической величине <Я, где и - решение интеграль-

£

;ппы о и

Дф(^)= -аг8 ехр^-1+г02 -г0)^ = аг£

(19)

ного уравнения (6) на контуре гребня решетки Ь. Расчеты показали, что по мере перехода от закрытого паза к открытому происходит рост резонансной частоты. Также в случае треугольной формы паза наблюдается максимум энергетической величины ¿1, что подтверждается распределением тока, показанного на рис.

4 в. Это связано с большим взаимовлиянием тока на всех гранях гребня, чем в случае других форм контуров гребней. В случае трапециевидного типа паза (рис. 4 а) резонанс тока обусловлен накоплением энергии поля внутри экранированной полости. Ток на гребне, образующий прямоугольный паз (рис. 4 б), в данном случае обладает наименьшим запасом энергии из-за его открытой излучающей геометрии, которая в меньшей степени, чем в случае треугольного типа паза способствует взаимодействию токов на верхней и боковых гранях гребня.

/1/6=0.167; ^/6=0.5 ЫЬ = 0.167; /,/Ь = 0.67 й/й =0.167;/6 = 0.67

а) ЫХ = 0.672 б) ЫХ = 0.88 в)Ы\ = 0.96

Рис. 4. Ток на контуре гребня при нормальном падении облучающей волны

Достоинством математической модели на основе метода интегральных уравнений является ее универсальность, позволяющая анализировать периодические структуры с различной геометрией. Однако, в случае проведения расчетов связанных с большим объемом вычислений, как например, при анализе угло-частсггных характеристик низкое быстродействие алгоритма сильно снижает эффективность расчетов.

Увеличение быстродействия и точности расчетов, проводимых с координатными структурами можно достичь, применяя прямые проекционные методы, например, метод частичных областей. Адекватность таких математических моделей, предложенных в работе, подтверждается экспериментальными исследованиями преобразования пространственных волн в минус 1-ю гармонику Флоке.

Ниже приводятся некоторые угло-частотные характеристики периодических структур, описывающие угловое положение главного луча диаграммы направленности устройства при изменении частотного параметра ЫХ.

Важной особенностью математического обеспечения, применяющегося в САПР дифракционных антенн, является адекватное отображение частотных участков, где проявляется аномальная дисперсия (горизонтальные участки на графиках), так как их наличие позволяет создавать антенны со стабилизированной в пространстве диаграммой направленности, которая требуется для большинства систем передачи информации. Адекватное отображение наклона утло-частотных характеристик позволяет эффективно применять математическое обеспечение для синтеза сканирующих антенных устройств, требующихся во многих радиолокационных систолах.

Экспериментальные исследования, проведенные с лабораторными макетами антенных устройств, позволили установить, что наиболее сложные многолепестковые диаграммы направленности наблюдаются в случае близкого расположения диэлектрического волновода к поверхности дифракционной решетки (расстояние Д). Это вызвано сильной электродинамической связью поля гармоник высшего порядка, рассеянных дифракционной решеткой, с диэлектрическим волноводом.

401 ! ЁЩШйзЭП 40 Г

град. ^ I _<\_г4=1 _ град.

а) Ш = 0.38; А/Ь = 0 б) МЬ = 0.275; А/Ь = 0.21

Рис. 5. Угло-частогные характеристики периодических структур с прямоугольным профилем паза дифракционных решеток

а) ЫЬ - 0.167; А/Ь = 0.21

б) И/Ь = 0.275; А/Ь = 0.21 Рис. 6. Угло-частотные характеристики периодических структур с треугольным профилем паза дифракционных решеток

В случае увеличения А и глубин пазов И однозначность диаграммы направленности и уровень снимаемого сигнала увеличиваются, однако чрезмерное А приводит к потери связи между диэлектрическим волноводом и дифракционной решеткой.

Отличительной особенностью математической модели, предназначенной для анализа трехуровневой координатной гребенки, является возможность ее применения для расчета характеристик некоординатных структур с помощью ступенчатой аппроксимации формы паза последней. На рис. 6 приводятся утло-частотные характеристики гребенок с треугольной формой паза, подтверждающие правильность такого подхода и адекватность математической модели.

Четвертая глава диссертационной работы посвящена разработке структуры САПР плоских дифракционных антенн, а также описанию экспериментальных образцов антенных устройств, созданных в рамках настоящей работы с использованием предложенных математических моделей, подтверждающих адекватность математического обеспечения САПР.

Обобщенная структура САПР, предназначенная для реализации на вычислительных платформах, с установленной на них операционной системы общего назначения показана на рис. 7.

Входной

язык

САПР

Среда операционной системы общего назначения СистемаСАПр-1

Специализированные программы управления --

31

Пакет предо етмлх программ для выполнения задания по проектированию дифракционной антенны ----

\7

Библиотеки моделей базовых дифракционных структур

47

Библиотеки базовых элементов конструкций дифракционных антенн

Оперативный банк данных

Формирование команд для СУВД

Пакеты стандартных прикладных программ

Системный архивный банк данных (моделей, параметров ит. д)

СУВД ——

База данных

Рис. 7. Структура САПР дифракционных антенн

Основой для функционирования предметных программ САПР является математическое обеспечение, которое представлено набором математических

моделей объединенных в соответствующую библиотеку, ее структура показана на рис. 8. На рис. 10 показаны предметные программы, необходимые для проведения вычислений.

Рис. 8. Структура библиотеки математических моделей

Адекватность созданного математического обеспечения подтверждается экспериментальными характеристиками антенных устройств дифракционного типа, созданных в рамках настоящей работы. На рис. 9а показана СВЧ антенна с оптическим типом питания на основе фокусирующего рефлектора, на рис. 96 СВЧ антенна с электронным управлением поляризацией излучаемых волн, на рис. 9 в приведены фотографии волноводно-щелевых антенн с импедансными внутренними стенками.

а) б) в)

Рис. 9. Лабораторные макеты антенных устройств

Управление

Рис. 10. Структура пакета предметных программ

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Для практического применения в САПР плоских дифракционных антенн предложена математическая модель, позволяющая проводить анализ композиционных периодических структур, содержащих в своем составе координатные и некоординатные дифракционные решетки.

2. Предложены эффективные математические модели, основанные на методе частичных областей, которые позволяют анализировать сложные составные металла диэлектрические структуры, предназначенные для их применения в качестве излучающих элементов плоских дифракционных антенн.

3. Для создания низкопрофильных СВЧ антенн с помощью САПР предложена математическая модель, позволяющая рассчитывать конструктивные размеры плоского фокусирующего рефлектора, и характеристики антенны с оптическим типом питания, созданной на его основе.

4. Проведенное математическое моделирование угло-частотных характеристик металлодиэлектрических структур и их экспериментальное исследование позволило подтвердить правильность предложенных математических моделей, что предопределяет совпадение расчетных результатов, получаемых с помощью САПР дифракционных СВЧ антенн, и экспериментальных характеристик создаваемых антенных конструкций.

5. Разработана структура САПР антенн дифракционного типа, адекватность отдельных элементов которой была проверена экспериментально, для чего были созданы лабораторные макеты антенн. Их высокая эффективность (порядка 50-60 %) подтверждает возможность применения разработанного математического обеспечения в САПР дифракционных СВЧ антенн.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Характеристики преобразования поверхностных волн в объемные с помощью координатных и некоординатных металлических решеток со слоем диэлектрика / А. И. Климов, К. Б. Меркулов, А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // Радиолокация, навигация, связь: Сб. докл. УП Меж-дунар. науч.-техн. конф.-Воронеж: В ГУ, 2001.-С. 464-471.

2. Дисперсионные характеристики металлических решеток прямоугольного и некоординатного профилей, накрытых диэлектриком / А. И. Климов, К. Б. Меркулов, А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // Антенны. 2001.-Вып. 5 (51).-С. 17-21.

3. Малогабаритный облучатель для короткофокусных рефлекторных антенн / А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // Приборы и техника эксперимента. 2002-№3.-С. 156-157.

4. Пастернак Ю. Г., Шерстюк О. И. Аналитический обзор методов и средств повышения информационной безопасности объектов и систем противо-

действия радиотехнической разведке //Информация и безопасность' Регион, науч,-техн. журнал. Воронеж. 2001. - Вып. 2. - С. 11-16.

5. Пастернак Ю. Г., Шерстюк О. И. Повышение информационной безопасности объектов при ведении радиотехнической разведки // Инженер. Технолог. Рабочий. 2003 - № 4 - С. 38-41.

6. СВЧ антенна с плоским дифракционным отражателем / К. Б. Меркулов, А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // Радиолокация, навигация, связь: Сб. докл. VIII Междунар. науч.-техн. конф. Воронеж: В ГУ, 2002-С. 1285-1291.

7. Математическое моделирование СВЧ антенны с двумерно-периодичной дифракционной решеткой в качестве отражателя / К. Б. Меркулов, А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // Синтез, передача и прием сигналов управления и связи: Межвуз. сб. науч. тр. Вып. 8 - Воронеж: ВГТУ, 2002,- С. 92-103.

8. Экспериментальное исследование дисперсионных характеристик вол-новодно-щелевых антенн с внутренними импедансными стенками / К. Б. Меркулов, А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк // Вестник Воронеж, гос. техн. ун-та. Сер. Радиотехника и системы связи. Вып. 4.2. 2002 - С. 41-44.

9. Антенна трехсангиметрового диапазона волн с плоским фокусирующим рефлектором / К. Б. Меркулов, А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // Приборы и техника эксперимента. 2003 - № 4. С. 165-166.

10. Плоская измерительная антенна СВЧ диапазона волн с электронным управлением поляризации излучения / К. Б. Меркулов, А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // Приборы и техника эксперимента. 2003-№ З.-С. 162-163.

11. Зеркальная СВЧ антенна с плоским дифракционным рефлектором для систем телекоммуникаций и спутникового телевидения / К. Б. Меркулов, А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // Телекоммуникации. 2002 - №11- С. 25-29.

12. Моделирование рассеяния волн на щелевой решетке, экранированной периодической «гребенкой» со слоем диэлектрика / А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2003 - Т. 6. № 2, - С. 68-71.

13. Электродинамическое моделирование излучающего слоистого плоскопараллельного волновода с импедансными стенками / А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // Радиолокация, навигация, связь: Сб. докл. IXМеждунар. науч.-техн. конф-Воронеж:ВГУ,2003-С. 1956-1963.

14. Останков А. В., Шерстюк О. И. Анализ дифракционных свойств решеток с некоординатной формой канавок с использованием трехуровневой гребенки // Электронный журнал «Исследовано в России», 256, 2757-2766, 2004. http ://zhumal.ape.ielam.m/artic les /2004Z256.pdf.

15. Программа расчета пространственного спектра излучения слоистого плоскопараллельного волновода с импедансными стенками / А. В. Останков,

Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // М.: ФАП ВНТИЦ, 2003. Pfer. № 50200300979 от 25.11.03.

16. Программа расчета угло-частотной характеристики излучающего слоистого гаюскопараллельного волновода с импеданеными стенками / А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // М.: ФАП ВНИЩ, 2003. Per. № 50200300981 от 25.11.03.

17. Программа расчета эффективности преобразования объемных волн в поверхностные слоистым плоско параллельным волноводом с импеданеными стенками / А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // М.: ФАП ВНТИЦ, 2003. Per. № 50200300980 от 25.11.03.

18. Программа расчета угло-частотной характеристики периодической некоординатной структуры, накрытой слоем диэлектрика / А. В. Ашихмин, А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // М.: ФАП ВН1ИЦ, 2004. Per. № 50200401259 от 09.11.04.

19. Программа расчета дифракции плоских Я-поляризованных электромагнитных волн на трехуровневой металлической гребенке, накрытой слоем диэлектрика / А. В. Останков, Ю. Г. Пастернак, О. И. Шерстюк, В. И. Юдин // М.: ФАП ВНТИЦ, 2004. Per. 50200401274 от 10.11.04.

Подписано в печать 22.12.2005. Фор^ - атов

Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп., 14.

" 8 3 í

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Шерстюк, Олег Игоревич

Введение

1. Анализ проблемы создания высокоэффективных САПР антенн и

СВЧ устройств

1.1 Обзор систем САПР СВЧ устройств

1.2 Обзор низкопрофильных антенных конструкций - объектов 26 проектирования современных САПР СВЧ антенн и устройств

1.3 Обзор математических методов моделирования пассивных 41 СВЧ устройств

1.4 Выводы

2. Математическое обеспечение подсистемы САПР плоских дифракционных антенн

2.1 Разработка математической модели для расчета дисперсион- 49 ных характеристик металлодиэлектрических структур на основе дифракционных решеток с различным профилем пазов

2.1.1 Использование обобщенных матриц рассеяния для уче- 49 та влияния слоя диэлектрика на характеристики метал-лодиэлектрической структуры

2.1.2 Определение коэффициентов отражения дифракцион- 55 ной решетки с помощью метода интегральных уравнений

2.1.3 Алгоритм вычисления нормальной производной квази- 59 периодической функции Грина

2.1.4 Описание алгоритма расчета угло-частотных характе- 65 ристик металлодиэлектрических структур на основе дифракционных решеток с различным профилем паза

2.2 Разработка математической модели дифракционного анализа 73 структуры «металлическая решетка из брусьев — диэлектрический слой - металлическая гребенка»

2.3 Разработка математической модели дифракционного анализа 94 структуры «трехуровневая металлическая решетка накрытая слоем диэлектрика»

2.4 Разработка математической модели и расчет характеристик 114 антенны на основе плоского фокусирующего рефлектора

2.5 Выводы 125 3 Расчет электродинамических характеристик периодических структур с различным профилем пазов с помощью разработанных САПР моделей и экспериментальная проверка их адекватности

3.1 Исследование распределения тока на поверхности коорди- 127 натных и некоординатных периодических структур при их облучении плоской //-поляризованной волной

3.1.1 Моделирование распределения тока на гребне дифрак- 127 ционных решеток с трапециевидным профилем паза

3.1.2 Моделирование распределения тока на гребне дифрак- 144 ционных решеток с прямоугольным профилем паза

3.1.3 Моделирование распределения тока на гребне 162 дифракционных решеток с треугольным профилем паза

3.2 Проверка адекватности модели дифракционного анализа 179 структуры «металлическая решетка из брусьев — диэлектрический слой - металлическая гребенка»

3.2.1 Экспериментальное исследование одноуровневой пе- 180 риодической структуры, нарытой слоем диэлектрика

3.2.2 Волноводно-щелевые антенны с металлическими импе- 185 дансными структурами

3.3 Проверка адекватности модели дифракционного анализа 189 структуры «трехуровневая металлическая решетка, накрытая слоем диэлектрика»

3.4 Выводы 197 4 Разработка элементов САПР СВЧ антенн на основе дифракционных периодических структур и описание антенных устройств, разработанных с их помощью

4.1 Функционирование подсистем САПР

4.2 Антенные устройства, созданные с помощью элементов 211 САПР

4.2.1 Антенна на основе плоского фокусирующего дифрак- 211 ционного рефлектора

4.2.2 Плоская дифракционная антенна с центральным возбу- 214 ждением

4.2.3 Плоская дифракционная антенна с электронным управ- 217 лением поляризации принимаемых волн

4.2.4 Экспериментальное исследование волноводно-щелевых 219 антенн с импедансными структурами

4.3 Выводы 224 Заключение 225 Список литературы 227 Приложение

Введение 2005 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Шерстюк, Олег Игоревич

Актуальность темы. Эффективность систем автоматизированного проектирования (САПР) плоских дифракционных антенн в значительной степени определяется качественными показателями математического обеспечения, применяемого для проведения расчетов. Как правило, в современных САПР антенно-фидерных устройств используются универсальные численные методы - чаще всего метод конечных элементов и метод моментов. Преимуществом такого подхода является практическое отсутствие ограничений на морфологию анализируемого электродинамического объекта. Однако есть и существенные недостатки, к каковым можно отнести низкую производительность программных средств, предназначенных для моделирования апертур-ных антенн больших электрических размеров. Так, анализ трехмерных многослойных металлодиэлектрических структур, электрические размеры которых превышают ЗА,х10А,х10А,, с помощью вышеупомянутых методов либо невозможен, либо требует неоправданно больших затрат машинного времени даже при использовании столь мощных электродинамических симуляторов, как Microwave Studio CST, Zeland, HFSS HP, Maxwell, ADS и других.

Постоянное ужесточение требований по массогабаритным показателям современной радиоаппаратуры, которые распространяются и на антенные устройства, заставляют проектировщиков искать новые принципы и подходы автоматизированного проектирования плоских СВЧ антенн, в частности, дифракционного типа [1-4]. Плоские дифракционные антенны, используемые в современных радиоэлектронных системах миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов волн, зачастую характеризуются весьма высоким коэффициентом усиления, достигающим 4СМ-46 дБ, могут иметь размеры излучающей апертуры до (36-^72X)x(36-f-72A,). Таким образом, электрический объем высоконаправленных плоских дифракционных антенн может

-J достигать 5000A,, что делает проблематичным анализ подобных структур даже на современных суперкомпьютерах семейства CRAY ORIGIN [5].

Одним из путей решения данной проблемы может быть создание специального высокоэффективного математического и программного обеспечения подсистемы автоматизированного проектирования плоских дифракционных преобразователей поверхностных волн в объемные, ориентированной на использование персональных IBM-совместимых компьютеров. Кроме того, созданная подсистема САПР позволит существенно улучшить многие характеристики плоских дифракционных антенн: повысить их КПД, коэффициент использования поверхности, расширить полосу рабочих частот, уменьшить габаритные размеры и массу. Учитывая вышесказанное, разработка математических моделей, составляющих основу математического обеспечения САПР плоских дифракционных антенн СВЧ диапазона, а также создание соответствующего программного обеспечения является актуальной научной задачей.

Работа выполнена в соответствии с межвузовской научно-технической программой «Информационные технологии в образовании и науке» в рамках основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «САПР и системы автоматизации производства», «Перспективные радиоэлектронные и лазерные устройства, системы передачи, приема, обработки и защиты информации».

Целью диссертационной работы является создание математического и программного обеспечения подсистемы САПР, предназначенной для создания и анализа плоских антенн дифракционного типа. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

- разработки универсальной математической модели для анализа периодических структур с некоординатной и координатной формой паза отражательных дифракционных решеток, входящих в их состав;

- создания математической модели, предназначенной для анализа периодической металлодиэлектрической структуры «металлическая решетка из брусьев - диэлектрический слой - металлическая гребенка»;

- разработки математической модели для анализа периодической структуры «трехуровневая металлическая решетка накрытая слоем диэлектрика»;

- создания математической модели для расчета конструктивных размеров и характеристик дифракционной антенны на основе плоского фокусирующего рефлектора;

- проведения численного моделирования с последующей экспериментальной проверкой полученных результатов с целью подтверждения адекватности разработанных математических моделей;

- разработки структуры подсистемы САПР плоских дифракционных антенн и оценки адекватности функционирования ее отдельных элементов с помощью создания и исследования экспериментальных образцов анализируемых антенных устройств.

Методы исследования. В ходе выполнения работы использовались основные положения теории систем автоматизированного проектирования, методы классической электродинамики решения краевых задач: метод частичных областей, метод интегральных уравнений, метод обобщенных матриц рассеяния, теория дифракции электромагнитных волн на металлодиэлектри-ческих структурах, стандартные методики измерения характеристик антенно-фидерных устройств СВЧ диапазона.

Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:

1. Предложены математические модели дифракции плоских электромагнитных волн на бесконечно протяженных композиционных периодических структурах, отличающиеся от известных более компактным аналитическим описанием, наглядностью, удобством, возможностью простой интеграции в существующие САПР антенных и СВЧ устройств.

2. Получена математическая модель, позволяющая проводить расчеты геометрических размеров фокусирующей дифракционной структуры, и характеристик антенных устройств, созданных на ее основе.

3. Разработаны алгоритмы и программы для их дальнейшего использования в подсистеме САПР, предназначенной для проектирования СВЧ дифракционных антенн.

4. Предложена методика моделирования дифракции плоских волн на некоординатной металлодиэлектрической структуре, основанная на использовании ее ступенчатой координатной аппроксимации.

Практическая ценность работы. Разработанные математические модели являются основой для практической реализации структуры САПР СВЧ антенн дифракционного типа. Возможно также их использование в различных других САПР антенных устройств, при создании и совершенствовании низкопрофильных СВЧ антенн, радиотехнических устройств СВЧ и КВЧ диапазонов, использующих эффект взаимодействия с пространственными гармониками рассеянного спектра волн. В ходе работы были созданы плоские высокоэффективные антенны, предназначенные для работы в СВЧ диапазоне.

Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты работы использованы в ЗАО «ИРКОС», НКТБ «Феррит» (г. Воронеж); в рамках НИР «Построение теории дифракционных плоских антенн и структур СВЧ и КВЧ диапазонов с малой радиозаметно-стью для радиосистем тактического звена» [6] и «Построение строгих аналитических, полуэмпирических и эвристических моделей и алгоритмов, учитывающих электродинамическую связь между вибраторными антенными решетками и корпусом носителя в диапазоне 20-2000 МГц» [7], а также внедрены в учебный процесс ВГТУ по специальности 200700 «Радиотехника» (методические указания [8, 9], курсовое и дипломное проектирование на кафедре РЭУС), и использованы в учебном процессе Воронежского института МВД.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на VII-й, VIII-й и IX-й международных научно-технических конференциях «Радиолокация, навигация и связь» (Воронеж, 2001 ч-2003), ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников, студентов и аспирантов Воронежского государственного технического университета (Воронеж, 20014-2003).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 14 печатных работах (11 статьях, в том числе 7 в центральной печати, тезисах 3 докладов); зарегистрировано 5 программных средств. В работах опубликованных в соавторстве, и приведенных в списке литературы лично соискателю принадлежит: [139, 140] - экспериментальное исследование угло-частотных характеристик периодических координатных и некоординатных структур; [141, 142] — обзор существующих методов анализа и технических решений, направленных на снижение отраженного от объекта излучения, где в частности рассматривалась возможность применения меташтодиэлектрических структур в качестве противорадиолокационного покрытия; [143, 144, 145] - программная реализация, проведение моделирования и экспериментальное подтверждение правильности проведенных расчетов; [118, 119, 125, 126, 134] - создание программ. В работах [135, 138, 146-150] автору принадлежит теоретическое описание и экспериментальное исследование, созданных антенных устройств.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, списка литературы включающего 150 наименований и приложения. Работа изложена на 242 страницах, содержит 169 рисунка и 2 таблицы.

Заключение диссертация на тему "Разработка математического и программного обеспечения подсистемы автоматизированного проектирования плоских дифракционных антенн"

Результаты работы использованы в двух НИР «Построение теории дифракционных плоских антенн и структур СВЧ и КВЧ диапазонов с малой радиозаметностью для радиосистем тактического звена» и «Построение строгих аналитических, полуэмпирических и эвристических моделей и алгоритмов, учитывающих электродинамическую связь между вибраторными антенными решетками и корпусом носителя в диапазоне 20-2000 МГц», в курсовом и дипломном проектировании на кафедре радиоэлектронных устройств и систем Воронежского государственного технического университета, а также внедрены в учебный процесс в Воронежском институте МВД РФ.

Заключение

Диссертационная работа посвящена разработке математических моделей, алгоритмов и программ, описывающих взаимодействие плоских электромагнитных волн с периодическими металлодиэлектрическими структурами для их применения в САПР плоских дифракционных антенн СВЧ диапазона. В результате исследований:

1. Проведен анализ известных существующих методов, активно применяемых в САПР СВЧ антенн и устройств, для их анализа и синтеза. Было выяснено, что существующие на сегодняшний день универсальные численные методы не способны обеспечить эффективный анализ характеристик антенн с большими электрическими размерами.

2. Предложены математические модели рассеяния плоских Н-поляризованных волн бесконечно протяженными идеальными металлодиэлектрическими структурами с координатным и некоординатным профилем дифракционных решеток, входящих в их состав. Модели для анализа некоординатных структур основаны на совместном использовании методов обобщенных матриц рассеяния и интегральных уравнений. Модели для расчета характеристик металлодиэлектрических структур с координатными дифракционными решетками основаны на методе частичных областей и обладают высокой точностью и скоростью расчета.

3. Предложена математическая модель расчета плоского фокусирующего дифракционного рефлектора, для его применения при построении СВЧ антенн с оптическим типом питания. Модель основана на методах классической электродинамики, и позволяет определять антенные характеристики и конструктивные размеры устройства.

4. Для разработанных математических моделей были составлены алгоритмы программ, с помощью которых проведено численное моделирование и экспериментальное исследование дисперсионных характеристик исследуемых металлодиэлектрических структур. Полученные результаты позволяют сделать выводы об адекватности предложенных математических моделей.

5. Предложен способ анализа некоординатной периодической структуры с помощью ступенчатой аппроксимации ее треугольной формы паза, который был проверен экспериментально. Такой способ позволяет применять к некоординатным профилям решеток прямые проекционные методы, что значительно повышает скорость расчетов.

6. Разработанная структура САПР плоских дифракционных СВЧ антенн имеет модульный состав, который позволяет легко дополнять систему новыми программами и проводить ее модернизацию. Приведенные конструкции реальных антенных устройств, созданных в рамках настоящей работы, подтверждают правильность проводимых расчетов элементами САПР.

7. Разработанное программное обеспечение прошло апробацию и использовано в НКТБ «Феррит» (г. Воронеж), ЗАО «ИРКОС» (г. Воронеж) при проектировании плоских приемо-передающих антенн дифракционного типа.

Библиография Шерстюк, Олег Игоревич, диссертация по теме Системы автоматизации проектирования (по отраслям)

1. Азаров Г. И., Перфилов О. Ю. Место, роль и основные направления развития антенно-фидерных устройств средств радиосвязи и радиовещания // Антенны-2001.- вып. 7 (53).-С. 6-10.

2. Мартынов Л. М. Антенны и распространение радиоволн: тенденции и перспекивы //Антенны.- 2000 вып. 3 (46).- С. 76-77.

3. Nessmith J. Т. Modern Radars and antennas // Microwave Journal — 1990.-Vol. 33.-No 1.-P. 26-33.

4. Евдокимов А. П., Крыжановский А. П. Дифракционные явления в антеннах вытекающих волн // Антенны 2003- вып. 70-71- С. 50-56.

5. Пастернак Ю. Г. Математическое моделирование, оптимизация и автоматизированное проектирование дифракционных и вибраторных мобильных антенных решеток Воронеж: Изд-во ВГТУ, 1999 - 257 с.

6. Курушин А. А., Подковырин С. И. Программа анализа и проектирования СВЧ-схем TOUCHSTONE/DOS. Учебное пособие М.: Московский государственный институт электроники и математики, 1998 - 251с.

7. Howard А. 24 GHz НЕМТ microstrip oscillator using linear and nonlinear CAD technique // Microwave Journal 1991.- Vol. 37.- No 5.- P.80-93.

8. Howard A. Higher manufacturing yields using DOE // Microwave Journal.- 1994.-Vol. 37.-No 7.-P.92-110.

9. Kisling K. Practical applications of electromagnific tools // The HP-EEsof high-frequency design seminar: Technical papers.- 1994 P.61-84.

10. Силаев M. А. Численные методы расчета СВЧ-устройств на основе электродинамики (Обзор).-М.: НИЭМИ, 1998 121с.

11. Baprawski Т., Kanaglekor N. Simulator for the microwave system designer // Microwave Journal.- 1998 Vol. 31.- No 5.- P. 379-387.

12. Hewlett-Packard Co. 1-26.5 GHz integrated antenna measurement system // Microwave Journal 1990 - Vol. 33 - No 5 - P. 154.

13. Курушин А. А., Разевиг В. Д. Современное программное обеспечение для проектирования электронных устройств СВЧ // САПР и графика — 1998.-№7.-С. 6-11.

14. Курушин А. А., Петров А. С. Проектирование СВЧ устройств с помощью MMICAD. Методическое пособие-М.: Московский государственный институт электроники и математики, 1999.- 182 с.

15. Стивен Маас. Нелинейный анализ в СВЧ проектировании (По материалам фирмы AWR) // Инженерная микроэлектроника 1998 — Декабрь — № 2.- С.30-34.

16. Integrating system and circuit simulation capabilities // Microwave Journal.- 2001.- Vol. 44.- No 8.- P. 146-156.

17. Потапов Ю. В. СВЧ-моделирование с помощью программы CST Microwave Studio // Electronic Design Automation EDA Express — 2000 -№ 2-C.12-14.

18. Шелковников Б. H. Шелковников А. Б. Программное обеспечение проектирования беспроводных широкополосных систем // Материалы 11-й Международной конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии».- Севастополь, 2001 С. 45-49.

19. Потапов Ю. В. Многоуровневая среда проектирования телекоммуникационных систем // Electronic Design Automation EDA Express — 2000— №2.-С. 8-10.

20. Ребров А. С. Обзор коммерческих программных комплексов автоматизированного проектирования твердотельной электроники СВЧ // Материалы 10-й Международной конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии».— Севастополь, 2000 — С. 145-147.

21. Автоматизированное проектирование устройств СВЧ / В. В. Никольский, В. П. Орлов, В. Г. Феоктистов и др.; Под ред. В. В. Никольского-М.: Радио и связь, 1982 272 с.

22. Шлепнев Ю.О., Сестрорецкий Б.В., Кустов В.Ю, Новый подход к моделированию произвольных линий передачи // Радиотехника и электрони-ка.-1997.-Т. 42.-№ 1.-С. 18-22.

23. Ланцов В. Н., Жигалов И. Е., Меркутов А. С. и др. САПР ВЧ и СВЧ электронных устройств // Труды Всероссийской научно-технической конференции с международным участием Владимир, 1994.- С. 98-101.

24. Никольский В. В. Электродинамика и распространение радиоволн. Учебное пособие М.: Наука, 1973- 606 с.

25. Батов П. Д., Дображанская О. JL, Калашник И. Е., Орлов В. П. Пакет прикладных программ WF инструмент инженера-разработчика волноводных и волноводно-ферритовых устройств СВЧ // Радиопромышленность — 1996.-Вып. 4.- С.58-67.

26. Сестрорецкий Б. В., Петров А. С., Иванов С. А., Климов К. Н., Королев С. А., Фастович С. В. Анализ электромагнитных процессов на основе RLC и Rx-сеток.-М.: МГИЭМ, 2000.- 148 с.

27. Климов К. Н., Петров С. А., Сестрорецкий Б. В. Моделирование планарных волноводных устройств во временной области М.: МГИЭМ, 2000.-34 с.

28. Шелковников Б. Н., Микрюков А. В., Сердюк Г. В. Метод нелинейного спектрального анализа и его применения при моделировании СВЧ устройств // 4-я Крымская конференция «СВЧ-техника и спутниковый прием»: Программа конференции-Севастополь, 1994-С.297-300.

29. Текшев В. Б., Разевиг В. Д., Плигин С. Г. Автоматизированное проектирование микроминиатюрных полупроводниковых узлов СВЧ радиоприемных устройств-М.: МЭИ, 1987 100 с.

30. Разевиг В. Д. Применение программ P-CAD и P-Spice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ М.: Радио и связь, 1992 - вып. 4 — 72 с.36. 4-way sinuous antennas from Tecom industries // Microwave Journal-1990.- Vol. 33.-No 5.-P. 9.

31. Реклама фирмы Cushcraft // Microwaves and RF- 1998 Vol. 37-No 3 - P. 157.

32. Винокурова H. H., Кузьменко Ю. В., Нечаев Ю. Б. Низкопрофильные антенны подвижных средств связи // Антенны 2001.- вып. 5 (51).- С. 61-62.

33. Резников Г. Б. Широкополосная коническая микрополосковая антенна // Экспресс-информация. Радиотехника сверхвысоких частот.— 1986 — №32.-С. 1-3.

34. Захаров Е. В., Скородумов А. И., Харланов Ю. Я. Исследование характеристик линзовых антенн на основе однородного диэлектрического диска // Антенны 2001 - вып. 9 (55).- С. 17-22.

35. Тимошин В. Г. Плоская спиральная антенна // Антенны 1999 — вып. 1 (42).-С. 87-88.

36. Касьянов А. О. Двузеркальная антенна кассегрена на основе решеток печатных элементов // Антенны 2003- вып. 6 (73).- С. 17-22.

37. Резников Г. Б. Обзор планарных антенных решеток миллиметровых волн, предназначенных для военных применений // Экспресс-информация. Радиотехника сверхвысоких частот.- 1983 .-№ 21- С. 19-26.

38. Колитиевский Ю. М. Плоская активная антенная решетка с электронным сканированием, возбуждаемая поверхностными волнами // Экспресс-информация. Радиотехника сверхвысоких частот- 1986 № 4— С. 16-19.

39. Резников Г. Б. Монолитные антенны миллиметровых волн // Экспресс-информация. Радиотехника сверхвысоких частот.- 1985 № 25 - С. 1-6.

40. Ивашкин В. А. Монолитные генератор и активная антенна на ла-винно-пролетных диодах для диапазона миллиметровых волн // Экспресс-информация. Радиотехника сверхвысоких частот 1989.-№ 47 - С. 34-40.

41. Резников Г. Б. Новая широкополосная плоская антенная решетка на 12 ГГц для телевизионного прима со спутника // Экспресс-информация. Радиотехника сверхвысоких частот 1982.-№ 44- С. 9-10.

42. Попов С. В. Дешевая плоская антенная решетка с отклоненной диаграммой направленности, предназначенная для непосредственного приема ТВ-передач с ИСЗ // Экспресс-информация. Радиотехника сверхвысоких частот 1988-№ 32.-С. 1-7.

43. Жилейко П. Г. Плоская приемная антенна для систем спутникового телевидения // Экспресс-информация. Радиотехника сверхвысоких частот.- 1991.-№27.-С. 19-23.

44. Cantatio L., Covalcik E. Space-based radar antennas for weather observation missions//Microwave Journal 1990- Vol. 33-No l.-P. 131-148.

45. Гуськов A. H. Моноимпульсная печатная антенная решетка // Экспресс-информация. Радиотехника сверхвысоких частот 1986 - № 39.- С. 1618.

46. Семенихина Д. В. Характеристики модели микрополосковой рек-тенны // Антенны.- 2001.- вып. 4 (50).- С. 49-53.

47. Касьянов А. О., Обуховец В. А. Отражательные антенные решетки как микроволновые компоненты интеллектуальных покрытий // Антенны-2001.- вып. 4 (50).- С. 12-19.

48. Резников Г. Б. Микрополосковая антенная решетка миллиметровых волн, возбуждаемая диэлектрическим волноводом // Экспресс-информация. Радиотехника сверхвысоких частот 1986 - № 19 - С. 7-12.

49. Резников Г. Б. Потенциальные возможности микрополосковых антенн // Экспресс-информация. Радиотехника сверхвысоких частот- 1989 — № 17,-С. 14-15.

50. Чон К.-Х, Петров А. С. Широкополосные микрополосковые антенны // Антенны 2001 - вып. 3 (49).- С. 18-33.

51. Бахрар JL Д., Жук Н. Ф., Лось В. Ф., Шаманов А. Н. Широкополосные микрополосковые и вибраторные антенны // Антенны 2001 - вып. 2 (48).-С. 21-26.

52. Шестопалов В. П. Физические основы миллиметровой и субмиллиметровой техники. Т.1. Открытые структуры.- Киев: Наук, думка, 1985.216 с.

53. Шестопалов В. П. Физические основы миллиметровой и субмиллиметровой техники. Т.2. Источники. Элементная база. Радиосистемы.- Киев: Наук, думка, 1985.- 256 с.

54. Климов А. И., Пастернак Ю.Г., Юдин В.И. Плоская антенна СВЧ диапазона // Теория и техника антенн: Тез. докл. XXVII междунар. на-уч.-техн. конф.— М., 1994 С. 320.

55. Андренко С. Д., Девятков Н. Д., Шестопалов В. П. Антенные решетки миллиметрового диапазона // Докл. АН СССР- 1978 № 6 - С. 1340-1343.

56. Андренко С. Д., Сидоренко Ю. Б., Евдокимов А. П., Провалов С. А. О рассеянии поверхностных волн скошенной решеткой // Физика и техника мм и субмм волн. Сб. науч. тр. Киев: Наук, думка, 1983 С. 149-155.

57. Бей. Н. А., Ямашкин В. П. Сканирующее устройство с ультразвуковым управлением // Фазированные антенные решетки и их элементы: автоматизация проектирования и измерений (ФАР-90): Тез. докл. Всесоюз. на-уч.-техн. конф.-Казань, 1990.-С. 132.

58. Климов А. И. Плоские антенны дифракционного типа с электронным и оптическим сканированием: Дис. . канд. техн. наук.- Воронеж, 1993.- 167 с.

59. Matsumoto М., Tsutsumi М., Kumagai N. Radiation of millimeter waves from a leaky dielectric waveguide with a light-induced grating layer // IEEE Transaction on Microwave Theory and Tech.- 1987.- Vol. 35.- No 11.- P. 10331041.

60. Евдокимов А. П., Крыжановский В. В. Новое направление в технике антенных решеток // Изв. вузов. Радиоэлектрон.- 1996.- Т. 39.-№9-10.- С. 54-61.

61. Вендик О. Г., Мироненко И. Г., Рыжкова JI. В. Антенна бегущей волны с электрическим сканированием // Радиотехника и электроника.-1982.- Т. 27.- № 8.- С. 1653-1655.

62. Охира Т. Излучение волн миллиметрового диапазона ферритовой отражательной линией, имеющей гофрированную поверхность // ТИИЭР.-1982.- Т. 70.-№6.-С. 422.

63. Mahery Н., Tsutsumi М., Kumagai N. Experimental studies of magnetically scannable leaky-wave antennas having a corrugated ferrite slab/dielectric layer// IEEE Transaction on Antennas and Propagation.- 1988.- Vol. 36.- No 7.-P. 911-917.

64. Bahl I. J., Prakash B. Leaky-wave antennas using artificial dielectric at millimeter-wave frequences // IEEE Transaction on Microwave Theory and Techn.- 1980.- Vol. 28.-No 11.-P. 1205-1212.

65. Пастернак Ю. Г. Разработка дифракционных устройств электронного управления поляризацией излучения в информационных радиосистемах: Дис. . канд.техн. наук,-Воронеж, 1995,- 165 с.

66. Останков А. В. Исследование и разработка дифракционных радиотехнических устройств угло-частотной селекции: Дис. . канд. техн. наук.-Воронеж, 1998.- 149 с.

67. Климов А. И., Меркулов К. Б., Останков А. В., Пастернак Ю. Г., Юдин В. И. Экспериментальные исследования антенных характеристик гребенки с двумя пазами и со слоем диэлектрика // Приборы и техника эксперимента.- 1999.-№4.-С. 113-116.

68. Maamria К., Wagatsuma Т, Yoneuma Т. Leaky NRD guide as a feeder for microwave plannar antennas // IEEE Transaction on Antennas and Propagation.- 1993.-Vol. 41.-No 12.-P.1680-1686.

69. Щербаков В. И. Эффективность плоских антенных решеток для систем непосредственного спутникового телевизионного вещания // Теория итехника антенн: Тез. докл. XXVII междунар. науч.-техн. конф.- М., 1994.-С. 158.

70. Koichi I., Kenji О., Yoshihiro К. Planar antennas for satellite reception // IEEE Trans, and Broadcasting 1988 - Vol. 34 - No 4 - P. 457-464.

71. Sasazawa H., Oshima Y., Sakurai K., Ando M., Goto N. Slot-coupling in a radial line slot antennas for 12 GHz band satellite TV reception // IEEE Transaction on Antennas and Propagation 1988 - Vol. 36 - No 9 - P. 1221-1226.

72. Murata Т., Fujita M. A self-steering planar array antenna for satellite broadcast reception // IEEE Trans. Broadcast 1994.- Vol. 40 - No 1.- P. 1-6.

73. Андренко С. Д., Девятков Н. Д., Шестопалов В. П. Приемопередающая антенна миллиметрового диапазона с высоким коэффициентом развязки // Радиотехника и электроника.- 1978-Т. 23-№ 5 С. 918-921.

74. Сестрорецкий Б. В. RLC и Rt аналоги электромагнитного пространства // Машинное проектирование устройств и систем СВЧ: Межвуз. сб. науч. тр.-М.: МИРЭА, 1977.-С. 127-158.

75. Тафлав А., Умашанкар К. Р. Численное моделирование рассеяния электромагнитных волн и вычисление эффективной площади отражения целей конечно-разностным методом во временной области // ТИИЭР- 1989 Т. 77, № 5-С. 57-76.

76. Полиский А. В., Сосунов Б. В., Тимчук А. А. Решение задач возбуждения электромагнитных волн методом конечных разностей временной области // Изв. вузов. Радиоэлектроника.- 1996 Т. 39- № 9-10.- С. 39-44.

77. Василенко Ю. Н., Ильинский А. С., Харлнов Ю. А. Исследование и оптимизация характеристик периодических структур на основе двухполя-ризационых волноводов сложного сечения // Антенны 1997 - вып. 1 (38).-С. 76-79.

78. Aktarzad S., Johns Р. В. Трехмерный компьютерный анализ методом матрицы линии передачи микрополосковых резонаторов // IEEE Transaction on Microwave Theory Tech.- 1975.- Vol. MTT-23.- No 12.- P. 990-997.

79. Электродинамический расчет характеристик полосковых антенн / Панченко Б. А., Князев С. Т. Нечаев Ю. Б. и др.- М.: Радио и связь, 2002256 с.

80. Васильев Е. Н., Охматовский В. И. Излучение щелевой антенны из-под полубесконечного слоя диэлектрика // Антенны 1997 - вып. 1 (38).-С. 57-60.

81. Petre P., Swaminathan М., Veszely G., Sarkar Т. К. Integral equation solution for analyzing scattering from one-dimensional periodic coated strips // IEEE Transaction on Antennas and Propagation- 1993- Vol. 41- No 8 P. 1069-1080.

82. Chen С. C. Transmission through a conducting screen perforated periodically with aperture // IEEE Transaction on Microwave Theory and Thechnol-ogy.— 1970.-Vol. 18-No 9 -P. 627-632.

83. Chen С. C. Scattering by a two-dimensional periodic array of conducting plates // IEEE Transaction on Antennas and Propagation 1970 - Vol. 18.- No 5.- P. 660-665.

84. Chomi M., Lejay В., Amalric J. L., Baudrand H. Radiation characterises of uniform and nonuniform dielectric leaky-wave antennas // IEEE Transaction on Antennas and Propagation 1993-Vol. 41-No 9.-P.1177-1186.

85. Останков А. В., Юдин В. И., Пастернак Ю. Г., Климов А. И. Излучающие свойства структуры типа «планарный диэлектрический волновод -металлическая гребенка» // Антенны 2001 - вып. 6 (52).- С. 29-32.

86. Микроэлектронные устройства СВЧ: учеб. пособие для радиотехнических специальностей вузов / Г. И. Веселов, Е. Н. Егоров, Ю. Н. Алехин и др.; Под. ред. Г. И. Веселова-М.: Высш. шк., 1988.-280 с.

87. Уолтер К. Антенны бегущей волны.-М.: Энергия, 1979- 350 с.

88. Бородин С. Н. Анализ волноводно-щелевых антенных решеток методом поперечного резонанса//Тр. МЭИ.-М., 1992-№ 645-С. 127-133.

89. Никольский В. В. Электродинамика и распространение радиоволн. Учебное пособие М.: Наука, 1973 - 606 с.

90. Литвиненко Л. Н., Просвирнин С. Л. Спектральные операторы рассеяния в задачах дифракции волн на плоских экранах Киев: Наукова думка, 1984.-240 с.

91. Меркулов К. Б. Моделирование рассеяния свободных электромагнитных волн эшелеттными металлодиэлектрическими структурами с дисси-пативными потерями: Дис. . канд. техн. наук.- Воронеж, 2003 140 с.

92. Астахов А. В., Татарников Д. В. Анализ слбонправленных металлодиэлектрических излучающих структур на основе метода декомпозиции // Антенны-2000.-вып. 3 (46).-С. 47-53.

93. Вайнштейн Л. А. Теория дифракции и метод факторизации — М.: Сов. радио, 1966 431 с.

94. Нобл Б. Метод Винера-Хопфа М.: Изд-во иностр. лит., 1962279 с.

95. Миттра Р., Ли. С. Аналитические методы теории волноводов — М.: Мир, 1974.-327 с.

96. Воробьёв С. Н. Рассеяние волн на неэквидестантной решетке из коечного числа наклонных лент // Радиотехника и электроника— 1987 — Т. 32.-№4.-С. 687-695.

97. Квач Н. В., Сологуб В. Г. О рассеянии ^-поляризованной волны конечным числом лент, расположенных в одной плоскости // Радиотехника и электроника.- 1982.-Т. 27.-№ 10.-С. 2031-2039.

98. Сологуб В. Г. О рассеянии плоской волны конечным числом лент, расположенных в одной плоскости // Радиотехника и электроника.— 1988.- Т. 33.- № 2.- С. 271-275.

99. Saed М. A. Efficient method for analysis design of aperture-coupled rectangular microstrip antennas // IEEE Transaction on Antennas and Propagation.- 1993.- Vol. 41.-No 7.-P. 986-988.

100. Попов С. В. Метод анализа щелевой антенны, выполненной на диэлектрической подложке // Экспресс-информация. Радиотехника сверхвысоких частот — 1986 —№ 36 С. 1-5.

101. Кременицкий С. Д., Лось В. Ф. Простые модели электромагнитно- и апертурно-связанных микрополосковых антенн для систем автоматизированного проектирования // Антенны 2002 - вып. 5 (60).- С. 19-25.

102. Резонансное рассеяние волн. Т. 1. Дифракционные решетки / Шестопалов В. П., Кириленко А. А., Масалов С. А., Сиренко Ю. К.- Киев: Наук, думка, 1986 232 с.

103. Шкиль В. М. Рассеяние волн на экранированной решетке жалюзи с диэлектрическим включением // Радиотехника 1988.-№ 12 - С. 64-67.

104. Бреховских Л. М. Волны в слоистых средах М.: Наука, 1973 —343 с.

105. Галишникова Т. Н., Ильинский А. С. Численные методы в задачах дифракции М.: Изд-во МГУ, 1987 - 208 с.

106. Вулих Б. 3. Введение в функциональный анализ — М.: Наука, 1967.-328 с.

107. Дифракция волн на решетках / Шестопалов В. П., Литвиненко Л. Н., Масалов С. А., Сологуб В. Г.- Харьков: Изд-во Харьк. ун-та, 1973- 278 с.

108. Адонина А. И., Островский А. С. Решетка из брусьев, расположенных на двухслойном магнитодиэлектрике // Известия ВУЗов. Радиофизика.- 1987.-Т. 30.-№ 4.-С. 560-562.

109. Адонина А. И., Комиссаров Я. С., Павлюк В. А. Дифракция плоской электромагнитной волны на двойной решётке из прямоугольных брусьев // Радиотехника и электроника 1969 - Т. 14 — № 6 — С. 1096-1099.

110. Останков А. В., Пастернак Ю. Г., Шерстюк О. И., Юдин В. И. «Программа расчета пространственного спектра излучения слоистого плоскопараллельного волновода с импедансными стенками». М.: ФАП ВНТИЦ, 2003. Per. № 50200300979 от 25.11.03.

111. Юханов Ю. В., Юхнов А. Ю. Синтез многолучевой импедансной антенны // Антенны 2001 - вып. 4 (50).- С. 32-35.

112. Johansson F. S. A new planar grating-reflector antenna // IEEE Transaction on Antennas and Propagation 1990-Vol. 38-No 9 - P. 1491-1495.

113. Касьянов А. О., Обуховец В. А. Фокусирующие системы на основе отражательных полосковых решеток // IV НТК «Антенно-фидерные устройства, системы и средства радиосвязи»: Сб. тр.- Воронеж, 1999.- С. 120123.

114. Драбкин А. Л., Зузенко В. Л. Антенно-фидерные устройства М.: Сов. радио, 1961.-536 с.

115. Ашихмин А. В. Останков А. В., Пастернак Ю. Г., Шерстюк О. И., Юдин В. И. «Программа расчета угло-частотной характеристики периодической некоординатной структуры, накрытой слоем диэлектрика». М.: ФАП ВНТИЦ, 2004. Per. № 50200401259 от 09.11.04.

116. Останков А. В., Пастернак Ю. Г., Шерстюк О. И., Юдин В. И. «Программа расчета угло-частотной характеристики излучающего слоистого плоскопараллельного волновода с импедансными стенками». М.: ФАП ВНТИЦ, 2003. Per. № 50200300981 от 25.11.03.

117. Пригода Б. А. Плоская направленная антенна // Теория и техника антенн: тез. докл. XXVII НТК «Теория и техника антенн».- М., 1994 С. 337339.

118. Яцук Л. П., Горбач И. В., Жиронкина А. В. Расеяние волны основного типа на продольной щели в волноводе с гребенчатой замедляющей структрой//Антенны 1997-вып. 1 (38).-С. 80-84

119. Гальченко Н. А. Обобщенная формулировка задач дифракции и возбуждения электромагнитных волн в теории волноведущих и излучающих структур // Антенны 2002 - вып. 12 (67).- С. 3-8.

120. Раевский А. С. Внутренние задачи дифракции в направляющих структурах, описываемых несамосопряженными операторами // Антенны — 2004.- вып. 1 (80).- С. 22-24.

121. Раевский А. С., Раевский С. Б. Неоднородные направляющие структуры, описываемые несамосопряженными операторами // Антенны-2004.- вып. 4-5 (83-84).- С. 3-110.

122. Ильин В. Н., Коган В. JI. Разработка и применение программ автоматизации схемотехнического проектирования —М.: Радио и связь, 1984 — 368 с.

123. Matsimoto М., Tsutsumi М., Kumagai N. Radiation of millemeter waves from a leaky dielectric waveguide with a light-induced grating layer // IEEE Transaction on Microwave Theory and Technology 1987 - Vol. 35- No 11- P. 1033-1041.

124. Останков А. В., Пафрнак Ю. Г., Шерстюк О. И., Юдин В. И. Малогабаритный облучатель для короткофокусных антенн // Приборы и техника эксперимента —2002-№ З.-С. 156-157.

125. Ивашкин В. А. Антенна на основе вставного диэлектрического волновода с поперечными диполями // Экспресс-информация. Радиотехника сверхвысоких частот 1991-№ 7 — С. 4-12.

126. Реклама фирмы Rantec II Microwaves and RF- 1998 Vol. 37- No 8.- P. 79.

127. Останков А. В., Меркулов К. Б., Пастернак Ю. Г., Шерстюк О. И. Экспериментальное исследование дисперсионных характеристик волноводно-щелевых антенн с внутренними импедансными стенками // Вестник ВГТУ.

128. Сер. Радиотехника и системы связи.- 2002 Вып. 4.2 - Воронеж: изд-во ВГТУ, 2002.-С. 41-44.

129. Климов А. И., Меркулов К. Б., Останков А. В., Пастернак Ю. Г., Шерстюк О. И., Юдин В. И. Дисперсионные характеристики металлических решеток прямоугольного и некоординатного профилей, накрытых диэлектриком//Антенны-2001-вып. 5 (51).-С. 17-21.

130. Пастернак Ю. Г., Шерстюк О. И. Повышение информационной безопасности объектов при ведении радиотехнической разведки // Инженер Технолог Рабочий- 2003.-№ 4.-С. 38-41.

131. Меркулов К. Б., Останков А. В., Пастернак Ю. Г., Шерстюк О. И., Юдин В. И. СВЧ антенна с плоским дифракционным отражателем // Радиолокация, навигация, связь: Сб. докл. VIII-й Международной науч.-техн. конф.— Воронеж: ВГУ, 2002.- С. 1285-1291.

132. Меркулов К. Б., Останков А. В., Пастернак Ю. Г., Шерстюк О. И., Юдин В. И. Антенна трехсантиметрового диапазона волн с плоским фокусирующим рефлектором // Приборы и техника эксперимента 2003- № 4 - С. 165-166.

133. Меркулов К. Б., Останков А. В., Пастернак Ю. Г., Шерстюк О. И., Юдин В. И. Плоская измерительная антенна СВЧ диапазона волн с электронным управлением поляризации излучения // Приборы и техника эксперимента.-2003.-№ 3.-С. 162-163.

134. Меркулов К. Б., Останков А. В., Пастернак Ю. Г., Шерстюк О. И., Юдин В. И. Зеркальная СВЧ антенна с плоским дифракционным рефлектором для систем телекоммуникаций и спутникового телевидения // Телекоммуникации- 2002.- №11.- С. 25-29.

135. УТВЕРЖДАЮ» Директор-главный конструктор ^ НКХЕ«Феррит»1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

136. ДИФРАКЦИОННЫХ АНТЕНН» внедрены:- при разработке дифракционных антенн для аппаратуры радиосвязи СВЧ диапазона;- при оптимизации параметров короткофокусного облучателя на основе турникет-ной антенны.

137. ПРОГРАММНОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО1. ОБЕСПЕЧЕНИЯ1. ПРОЕКТИРОВАНИЯ1. ПОДСИСТЕМЫ ПЛОСКИХ1. Председатель комиссии1. Н. А. Костров1. Члены комиссии1. В. М. Негробов

138. УТВЕРЖДАЮ" Первый проректорого государственного ого университета1. Петренко В. Р.2004 г.

139. Акт внедрения результатов кандидатской диссертации Шерстюка Олега Игоревича

140. Внедрение указанных результатов позволило повысить профессиональную подготовку студентов в области применения ЭВМ при освоении теории и практики антенной техники.

141. Начальник учебного управления1. Зав. кафедрой РЭУС

142. Железный В. С. Балашов Ю. С.

143. Акт внедрения результатов кандидатской диссертации Шерстюка Олега Игоревича

144. Бокова О.И. Жайворонок Д.А.

145. ПЕРЕЧЕНЬ ВНЕДРЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

146. Наименование внедренных результатов Итоговая эффективность внедренных результатов

147. Алгоритм и программа для расчета плоского дифракционного фокусирующего рефлектора. Разработка конформной СВЧ антенны с уменьшенным, относительно короткофокусной параболической антенны, продольным габаритным размером.

148. Алгоритм и программа расчета эффективности преобразования пространственных волн в объемные с помощью трехступенчатой гребенки, накрытой слоем диэлектрика Оптимизация параметров плоской дифракционной антенны с расширенной полосой рабочих частот.

149. Алгоритм расчета характеристик периодических структур с помощью метода интегральных уравнений Расширение круга анализируемых дифракционных структур и повышение точности анализа их /характеристик.

150. Председатель комиссии Члены комиссии1. Козьмин В. А.

151. Андреков И. К. Токарев А. Б.