автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.07, диссертация на тему:Разработка методики проектирования фидерных устройств ДКМВ диапазона с учетом квазираспределенного характера их элементов

005001741

На правах рукописи

Бражников Вячеслав Анатольевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФИДЕРНЫХ УСТРОЙСТВ ДКМВ ДИАПАЗОНА С УЧЕТОМ КВАЗИРАСПРЕДЕЛЕННОГО ХАРАКТЕРА ИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Специальность 05.12.07 Антенны, СВЧ-устройства и их технологии

1 О НОЯ 2011

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара-2011

005001741

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном бюджетном учреждении высшего профессионального образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (ФГОБУ ВПО ПГУТИ).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Бузов А.Л.

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор

Маслов О.Н., г. Самара

- кандидат технических наук

Туровцев М.А., г. Воронеж

Ведущая организация - Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-исследовательский институт автоматики» (ФГУП НИИА), г Москва.

Защита диссертации состоится 18 ноября 2011 г. в 12:00 на заседании диссертационного совета Д 219.003.02 при Поволжском государственном университете телекоммуникаций и информатики по адресу: 443010, г. Самара, ул. Льва Толстого, 23.

С диссертацией соискателя можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГОБУ ВПО ПГУТИ.

Автореферат разослан "/7"Р<7#5Л?2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 219.003.02, доктор технических наук, профессор Мишин Д.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы и состояние вопроса

В настоящее время по всему миру, в том числе, и в России, наблюдается устойчивый рост потребности в услугах декаметровой (ДКМВ) радиосвязи. Этому способствуют несколько причин, среди которых выделим наличие большой территории, например, в России, на которой необходимо обеспечить связь, и высокую вероятность террористической угрозы. Кроме того, ДКМВ радиосвязь оказывается значительно дешевле других видов связи. В свете вышесказанного в большинстве стран на самом высоком уровне признается необходимость развития и модернизации декаметрового антен-но-фидерного оборудования. В России в рамках общего указания президента о модернизации промышленности в целом для развития радиосвязи в ДКМВ диапазоне на качественно новом уровне поставлена задача построения федеральной резервной сети коротковолновой радиосвязи (ФРСКР).

Основными направлениями инновации ДКМВ радиосвязи при создании ФРСКР являются модернизация структуры сети и организация мульти-сервисных каналов, включающая повышение качества канала за счет автоматизации и адаптации характеристик и обеспечение необходимых сервисов и услуг. Указанные направления инновации диктуют более высокие требования к скорости работы антенно-фидерных устройств ДКМВ радиосвязи, их управляемости, вследствие чего в настоящее время происходит широкое внедрение адаптивных автоматизированных систем. Организация работы таких систем требует разработки отвечающей современным требованиям конструкторской документации и построения адекватных моделей устройств с целью обеспечения их управляемости.

Существенной особенностью устройств фидерного тракта диапазона ДКМВ является тот факт, что входящие в их состав индуктивные и емкостные элементы обладают относительно большими электрическими размерами и, как следствие, характеризуются наличием резонансных свойств и сложным характером частотной зависимости импеданса. Поэтому такие элементы уже не могут с приемлемой точностью считаться сосредоточенными. Для повышения точности построения моделей элементов было введено понятие квазираспределенного элемента. Квазираспределеиньш элемент - элемент, занимающий промежуточное положение между сосредоточенным и распределенным элементом, обладая свойствами и того, и другого. Построение квазираспределенных моделей устройств фидерного тракта, которые содержат множество катушек и конденсаторов, позволяет существенно сэкономить вычислительные ресурсы при их проектировании.

Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно-техническая проблема повышения эффективности средств проектирования фидерных устройств ДКМВ диапазона за счет учета квазираспределенного характера их элементов.

Состояние вопроса в рассматриваемой области характеризуется следующими основными достижениями.

Эквивалентные схемы индуктивных и емкостных элементов разрабатываются и активно используются на протяжении многих лет. Синтез схем рассматривался в работах С.Е. Лондона, В.П. Мещанова, А.Л. Фельдштейна, Л.А. Финкелыптейна, Л.А. Цейтлина, Г.Г. Чавки, I. ВаЫ, К. \Уи и других ученых. При этом эквивалентные схемы строились с частичным учетом квази-распределенного характера элементов или вообще без него. В лучшем случае обеспечивалось более или менее адекватное описание характеристики элемента до первой резонансной частоты. Как уже было отмечено выше, в современных условиях это явно недостаточно. Поэтому автором была поставлена задача разработки частотно-независимых эквивалентных схем на основе комбинирования сосредоточенных и распределенных элементов, описывающих характеристики элемента в широкой полосе частот.

Существующие на сегодняшний день эквивалентные схемы индуктивных и емкостных элементов строятся, в основном, на сосредоточенных элементах и позволяют адекватно описывать свойства моделируемых элементов на частотах до первого резонанса и в его окрестностях. Разработанные же в данной работе эквивалентные схемы на основе комбинирования сосредоточенных и распределенных элементов позволяют адекватно описывать свойства моделируемых элементов в более широкой полосе частот - плоть до второго резонанса.

Наряду с эквивалентными схемами элементов рассматривались и различные варианты схем включения элементов в фидерный тракт. В них, аналогично отмеченному выше, эквивалентные схемы строились либо на основе только сосредоточенных, либо на основе только распределенных элементов. Для дополнительного повышения точности моделирования устройств фидерного тракта в работах А.П. Трофимова были синтезированы соответствующие алгоритмы и разработана аддитивная модель для различных схем устройств фидерного тракта. Однако, на взгляд автора, полученной точности в некоторых случаях оказывается недостаточной. Поэтому автором была разработана уточненная модель, учитывающая нелинейное взаимное влияние квазираспределенных элементов по полю.

Как правило, взаимное влияние элементов, возможности их экранирования также оценивалось с помощью теории цепей - введением дополнительных (взаимных) индуктивностей и емкостей. В некоторых задачах это оказалось недостаточным, поэтому автором предложено учитывать взаимное влияние элементов схемы более строго - на основе уточненной аддитивной модели.

Наиболее распространенными устройствами фидерного тракта являются устройства согласования (УС) и фазирования (УФ). Построение этих устройств является нетривиальной и, в то же время, весьма актуальной задачей. Это связано, прежде всего, с тем, что антенно-фидерные устройства ДКМВ

зачастую работают в десяти, а то и двадцати кратном диапазоне. При этом, очевидно, что естественный уровень согласования антенн не во всем рабочем диапазоне удовлетворяет предъявляемым требованиям. Именно поэтому на УС и УФ «ложится» задача выравнивания уровня согласования во всем диапазоне.

Разработке УС и УФ посвящено достаточно большое количество публикаций, среди которых можно отметить работы Г.З. Айзенберга, С.П. Белоусова, А.Л. Бузова, Л.С. Казанского, Г.А. Клигера, С.Е. Лондона, Л.Г. Малорацкого, А.Л. Фельдштейна, Г.Г. Чавки, Л.Р. Явича, Б. МаШеу, Т.ЮгЬу других ученых. В зависимости от назначения все устройства антен-но-фидерного тракта могут быть разделены на две большие группы - непе-рестраиваемые, свойства которых не меняются с частотой, и перестраиваемые. В силу указанных выше причин в ДКМВ диапазоне наибольшее распространение получили перестраиваемые устройства, разработка которых и осуществляется в данной работе.

Задачи анализа и синтеза устройств фидерного тракта, на взгляд автора, относятся к классу внутренних электродинамических задач. Поэтому для их строгого электродинамического анализа подходят методы на основе как дифференциальных уравнений, так и интегральных. По результатам предварительно исследований в качестве метода строгого анализа был выбран предложенный Л.С. Казанским метод обобщенной эквивалентной цепи (ОЭЦ), объединяющий в себе модели на основе эквивалентных поверхностных источников и теории цепей. Данный метод обеспечивает точность, соответствующую точности методов на основе интегральных уравнений. Он достаточно универсален в смысле геометрии рассматриваемой задачи и наличия диэлектрических элементов. Важным достоинством метода ОЭЦ является то, что в результате его решения можно сразу найти явную зависимость между физическими параметрами и величинами элементов эквивалентной цепи.

В целом, обзор литературы показал, что эффективной методики проектирования мощных устройств антенно-фидерного тракта ДКМВ диапазона с учетом квазираспределенного характера их элементов на сегодняшний день еще не создано.

Цель работы — разработка, экспериментальная проверка и реализация методики проектирования фидерных устройств ДКМВ диапазона с учетом квазираспределенного характера их элементов.

Для достижения поставленной цели в работе выполнена следующая программа исследований.

1. Классификация квазираспределенных элементов фидерных устройств ДКМВ диапазона; предварительный анализ - оценивание ошибки приближения стационарного поля и т.д.

2. Разработка формализации квазираспределенных элементов в виде эквивалентных схем с частотно-независимыми параметрами - синтез экви-

валентных схем.

3. Исследования квазираспределенных элементов при различных схемах включения в антенно-фидерный тракт.

4. Разработка расчетно-экспериментальной методики оценивания взаимного влияния квазираспределенных элементов по полю.

5. Исследования устройств на квазираспределенных элементов при дополнительном экранировании последних.

6. Разработка методики проектирования устройств передающих антен-но-фидерных трактов диапазона ДКМВ с учетом квазираспределенного характера их элементов, включая формализацию квазираспределенных элементов в виде эквивалентных схем, учет эффекта взаимного влияния на основе уточненной аддитивной модели, формирование базы данных, синтез эквивалентной схемы устройства и обратный переход от эквивалентной схемы к конструкционным параметрам устройства.

7. Экспериментальные исследования и практическая реализация разработанной методики проектирования.

Методы исследований

Методы теории цепей, теории длинных линий, теории многополюсников, метод обобщенной эквивалентной цепи.

Обоснованность и достоверность результатов работы

Обоснованность и достоверность результатов работы обеспечиваются корректностью применения используемого аналитического аппарата и подтверждаются результатами численных исследований и практической реализации.

Научная новизна работы

1. Разработаны классификация квазираспределенных элементов и их формализация в виде эквивалентных схем с частотно-независимыми параметрами, содержащих идеализированные сосредоточенные и распределенные элементы и позволяющих адекватно описывать свойства квазираспределенных элементов в необходимом диапазоне частот.

2. Разработана расчетно-экспериментальная методика оценивания взаимного влияния квазираспределенных элементов по полю, позволяющая уточнить известную аддитивную модель при построении эквивалентных схем перестраиваемых устройств передающих антенно-фидерных трактов.

3. Разработана методика проектирования фидерных устройств ДКМВ диапазона на основе квазираспределенных элементов, включающая формализацию квазираспределенных элементов в виде эквивалентных схем, учет эффекта взаимного влияния на основе уточненной аддитивной модели, формирование базы данных, синтез эквивалентной схемы устройства и обратный переход от эквивалентной схемы к конструкционным параметрам устройства.

4. Получены новые результаты исследований плавно и дискретно перестраиваемых квазираспределенных элементов при различных схемах вклю-

чения и результаты по оцениванию ошибки приближения стационарного поля при анализе неизлучающих элементов антенно-фидерного тракта.

Личный вклад

Основные результаты диссертационной работы, обладающие научной новизной, получены автором лично.

Практическая ценность результатов работы

1. Предложенная формализация квазираспределенных элементов и синтезированные их эквивалентные схемы обеспечивают существенное повышение точности расчетов, что значительно облегчает, в частности, реализацию алгоритмов автоматической настройки устройств антенно-фидерных трактов диапазона ДКМВ.

2. Разработанная методика проектирования обеспечивает создание устройств передающих антенно-фидерных трактов диапазона ДКМВ с требуемыми характеристиками при существенном сокращении затрат на трудоемкие экспериментальные исследования, настройку и доводку изделий за счет учета квазираспределенного характера элементов устройств уже на стадии проведения расчетов.

Реализация результатов работы

Результаты диссертационной работы внедрены при активном непосредственном участии автора в рамках выполнения работ в интересах государственных заказчиков. Использование результатов диссертационной работы позволило существенно повысить эффективность процессов проектирования устройств фидерного тракта. Реализация результатов работы и достигнутый эффект подтверждены соответствующими актами.

Апробация результатов работы

Основные результаты по теме диссертационного исследования докладывались на XIII - XIV Международных научно-технических конференциях «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 2007 - 2009), VI и VII Международных научно-технических конференциях «Физика волновых процессов и радиотехнические системы» (Казань, 2007; Самара, 2008), IX Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» (Казань, 2008), XV, XVI, XVIII Российских научно-технических конференциях ПГУТИ (Самара, 2008,2009, 2011).

Публикации

По тематике диссертационных исследований автором (лично и в соавторстве) опубликовано 19 печатных трудов. Основные научные и прикладные результаты диссертационной работы опубликованы в 10 статьях в периодических научных изданиях, в том числе 3 статьи - в журналах, включенных в определенный ВАК «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора и кандидата наук», и в 9 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 135 страниц машинописного текста, 53 рисунка и 10 таблиц. Список литературы содержит 154 наименования.

Положения, выносимые на защиту

1. Формализация квазираспределенных элементов в виде эквивалентных схем с частотно-независимыми параметрами.

2. Расчетно-экспериментальная методика оценивания взаимного влияния квазираспределенных элементов по полю.

3. Методика проектирования устройств передающих антенно-фидерных трактов ДКМВ диапазона на основе квазираспределенных элементов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

Раздел 1 посвящен формализации квазираспределенных элементов в виде эквивалентных схем.

Обоснован подход к проектированию мощных фидерных устройств с учетом квазираспределенного характера их элементов, предусматривающий синтез эквивалентных схем элементов, которые описываются относительно небольшим набором частотно-независимых параметров, определяемых на основе электродинамического моделирования типовых вариантов исполнения моделируемых элементов.

Показана необходимость двухэтапного процесса синтеза эквивалентных схем с выполнением на первом этапе структурного, а на втором - параметрического синтеза. Обоснован выбор метода обобщенных эквивалентных цепей в качестве наиболее удобного в данном случае метода электродинамического моделирования. Показано, что достаточная адекватность эквивалентной схемы элемента должна быть обеспечена от нижней частоты рабочего диапазона до частоты второго резонанса включительно.

Обоснованы критерии и выполнена классификация квазираспределенных индуктивных и емкостных элементов по форме проводников, по схеме включения и по расположению относительно экрана.

В рамках выполненного исследования по оцениванию ошибки приближения стационарного поля в задачах анализа неизлучающих элементов антенно-фидерного тракта получены необходимые расчетные соотношения. Показано, что ошибки, обусловленные отбрасыванием аддитивных составляющих (считающихся несущественными) и заменой фазовых множителей

на единичные, определяются формулами (1) и зависят только от максимального электрического размера анализируемого объекта:

ф/1) =

1 + -

1

16л2

-1/2

52(ЛА) =

1 + -

4я2

{-

\2\

-1/2

(О

Установлено, что ошибка приближения квазистационарного поля довольно быстро растет с увеличением электрического расстояния, причем основное значение имеет ошибка, обусловленная отбрасыванием аддитивных составляющих поля.

Предложена эквивалентная схема квазираспределенного индуктивного элемента на основе связанных линий, показанная на рис.1. Модель задается четырьмя параметрами: - эквивалентная длина системы

связанных линий /э; - волновые сопротивления системы связанных линий по синфазной волне IV+ и по противофазной волне

}У±; - эквивалентная индуктивность нагрузки системы связанных линий по противофазной волне Ь3.

»И

1Г*

Г7

Т-

Рис.1

Разработана процедура синтеза эквивалентной схемы, обеспечивающей достаточную адекватность характеристик в полосе частот, включающей первый и второй резонанс индуктивного элемента. Разработанная процедура

предполагает расчет характеристик индуктивного элемента на основе решения электродинамической задачи методом ОЭЦ, определение связи между параметрами эквивалентной схемы и определение параметров эквивалентной схемы на основе параметрической оптимизации. Для обеспечения решения задач проектирования мощных устройств фидерного тракта предложенная процедура должна применяться для каждого класса индуктивных элементов во всем требуемом диапазоне изменения значений геометрических параметров модели с фиксированием (табуляцией) по-

х,Ои

1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200

! ! 1 ! ; 1 :

- ■ - -Метод ОЭЦ ---Предлагаемая эквивалентная схема • - ■ - Схема на основе отрезка линии

- - - - -

- 1

- - - ■

- - - -

|

1 Г - \

1 /

-

- Г - Г- - - - ( '. 1 -

/ 1

/ к

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 / МГц Рис.2

н>

лученных результатов. Получены необходимые расчетные соотношения. Было выполнено тестирование предлагаемого подхода. В качестве примера на рис.2 показаны расчетные частотные характеристики реактивной части импеданса индуктивного элемента (соленоидальная однослойная катушка из 8-ми витков) и его моделей в двухполюсном включении. Как видно из рисунка, предлагаемая модель заметно более точно воспроизводит фактическую характеристику на частотах до первого резонанса и вполне адекватна в области второго резонанса. Показано, что предложенная модель, в отличие от ранее использовавшихся, позволяет минимизировать уклонение от фактических характеристик до величин 1...2%.

Показано, что для емкостных элементов учет их квазираспределенного характера может быть осуществлен с достаточной точностью на основе известных подходов и моделей. Разработана процедура синтеза эквивалентной схемы емкостного элемента, аналогичная предложенной для индуктивных элементов, но базирующаяся на известных подходах и формируемых на их

основе эквивалентных схемах на элементах с сосредоточенными параметрами.

В разделе 2 проведены исследования квазираспределенных элементов при различных схемах их включения в фидерный тракт.

Исследованы вопросы учета квазираспределенного характера фиксированных и плавно перестраиваемых индуктивных и емкостных элементов при их включении по схеме П- или Т-контура. Построены эквивалентные схемы контуров. Обоснован подход к их анализу с преобразованием в лестничные цепи. Рассмотрены вопросы учета распределенного характера соединительных шин.

Исследованы вопросы учета квазираспределенного характера дискретно перестраиваемых индуктивных и емкостных элементов при их включении по схеме П- или Т-контура. Построены эквивалентные схемы элементов в четырехполюсном и двухполюсном включении. В качестве примера на рис.3 представлена схема дискретно перестраиваемого элемента в четырехполюсном включении. Указано качественное отличие дискретно перестраиваемых элементов от плавно перестраиваемых и фиксированных, которое заключается в том, что дискретно перестраиваемый элемент содержит несколько физически обособленных

¿Л.

Рис.3

элементов (элементы разрядов). Обоснован подход к анализу, в рамках которого элементы разрядов моделируются по отдельности с последующим «сшиванием» с помощью аппарата матриц передачи.

Исследованы вопросы учета квазираспределенного характера фиксированных индуктивных и емкостных элементов при их включении по мостовой схеме. Мостовые схемы рассмотрены применительно к широкополосным неперестраиваемым фазовращателям, наиболее чувствительным к воздействию паразитных факторов. Показано, что включение в плечо моста можно рассматривать как четырехполюсное включение. На основе численных экспериментов установлено, что наличие у катушек индуктивности емкости на корпус может существенно ухудшать характеристики фазосдви-гающих контуров в части фазовых соотношений и согласования. Предложен и обоснован способ почти полной компенсации данного нежелательного явления. Рассмотрены вопросы построения алгоритма разработки фазовращателей на основе мостовых схем с учетом квазираспределенного характера индуктивных и емкостных элементов.

Проведены исследования резонансных свойств катушек индуктивности мощных фидерных устройств ДКМВ диапазона. Получены зависимости резонансных частот от шага намотки, отношения резонансной частоты катушки к резонансной частоте регулярной линии той же длины (по намотке) от отношения радиуса катушки к шагу намотки, резонансных частот от расстояния до экрана, частотные характеристики реактивного импеданса. Показано, что отношение резонансных частот катушки и регулярной линии такой же длины (по намотке) слабо зависит параметров катушки, если остается постоянным отношение радиуса катушки к шагу намотки. На основании этого факта предложено использовать отношение резонансных частот в качестве параметра, характеризующего резонансные свойства катушки.

Раздел 3 посвящен разработке методик оценивания взаимного влияния элементов по электромагнитному полю и проектирования фидерных устройств ДКМВ диапазона с учетом квазираспределенного характера их элементов.

Разработана методика оценивания взаимного влияния элементов по электромагнитному полю. В основе методики лежит уточненная аддитивная модель устройств. Модель уточняется путем введения нелинейных слагаемых, описывающих взаимодействие элементов по электромагнитному полю. В соответствии с предложенной моделью можно записать систему уравнений для цепи, рассматриваемой в качестве эквивалентной схемы:

N

к=о

N

к=0 ^ '

N

к=О

Вводимые функции ..., определяются экспериментальным путем, а затем табулируются и сохраняются в памяти ЭВМ.

Исследованы вопросы уменьшения взаимного влияния квазираспреде-ленных элементов путем их дополнительного экранирования. Показано, что введение дополнительных экранов позволяет заметно повысить точность моделирования устройств с помощью уточненной аддитивной модели. Предложенный подход позволяет улучшить показатели унификации вновь создаваемых устройств.

Разработана методика проектирования фидерных устройств ДКМВ диапазона с учетом квазираспределенного характера их элементов. Методика основана на построении эквивалентных схем устройств, что обеспечивает эвристическую наглядность синтезируемых решений и дает возможность лучше понимать физические процессы, проходящие в устройстве. Разработанная методика включает подготовительный этап, включающий: формализацию элементной базы; формализацию эффекта взаимного влияния; формирование базы данных и собственно этап проектирования, включающий: разработку эквивалентной схемы устройства; проектирование устройства. Укрупненная структура методики представлена на рис.4. Методика позволяет разрабатывать мощные фидерные устройства с требуемыми характеристиками при существенном сокращении затрат на настройку и доводку изделий, а также на моделирование элементов за счет использования базы данных параметров элементов.

Исследованы вопросы обеспечения собственного согласования в дискретно перестраиваемых антенных согласующих устройствах ДКМВ диапазона. При этом основной идеей является минимизация неоднородности, вносимой в фидерный тракт устройствами в выключенном состоянии. Для этого эквивалентная схема устройства должна представлять собой согласованный отрезок линии. Предложенный подход был апробирован на некоторых практических примерах, что подтвердило его состоятельность.

В разделе 4 изложены результаты экспериментальных исследований и практической реализации разработанной методики проектирования нескольких устройств согласования и фазирования из состава антенно-фидерных устройств ДКМВ диапазона. 12

Выполнены экспериментальные исследования и практическая реализация методики проектирования при создании устройств согласования и фазирования с плавно перестраиваемыми элементами в составе защищенных передающих антенно-фидерных устройств ДКМВ диапазона. Устройства согласования и фазирования выполнены в виде П-контуров с плавно перестраиваемыми индуктивными элементами в продольных плечах и плавно перестраиваемыми емкостными элементами - в поперечных плечах. В качестве индуктивных элементов использованы квазираспределенные бесконтактные вариометры, в качестве емкостных элементов - квазираспределенные вакуумные конденсаторы. Рассмотрено два типа АФУ - с отдельным излучателем и с решеткой го двух излучателей. Соответственно, было разработано два варианта УС и УФ. Внешний вид некоторых из разработанных устройств показан на рис.5. Настройка устройств на заданные частоты происходит по заранее подготовленным таблицам.

Выполнены экспериментальные исследования и практическая реализация методики проектирования при создании устройства согласования с дискретно перестраиваемыми элементами в составе адаптивной радиостанции ДКМВ диапазона. УС представляет собой дискретно перестраиваемое согласующее устройство, которое управляется сигналами контроллера. По результатам предварительно проведенных исследований и расчетов с учетом квазираспределенного характера элементов было принято решение строить УС в виде П-контура, образованного последовательным блоком индуктивностей и параллельными идентичными симметрично рас-

Рис.4

Рис.5

положенными блоками емкостей. Внешний вид УС показан на рис.6. В качестве примера в табл.1 приведены настройки УС для шести рабочих частот.

Таблица 1.

А МГц С1 Ь С2 КБВ до согласования КБВ после согласования

Включенные емкости Суммарное значение, пФ Включенные индуктивности Суммарное значение, мкГн Включенные емкости Суммарное значение, пФ

7 1,3-6 61 2,4,5 26 1-3 7 0,33 0,96

8,5 1,2,4 11 3,6 36 - 0 0,29 0,9

9,5 1-5 31 1,2 3 1,4,5 25 0,22 0,8

11 1-4 15 2,6 34 1-4 15 0,3 0,95

15,5 1,3,4 13 - 0 4 8 0,25 0,85

28,5 1,2 3 - 0 2 2 0,37 0,96

Рис.6

Были проведены испытания адаптивной радиостанции, результаты которых полностью подтвердили работоспособность предложенной методики.

Выполнены экспериментальные исследования и практическая реализация методики проектирования при создании широкополосных устройств фазирования и согласования в составе ДКМВ антенн зенитного излучения. УФ выполняются в виде двух отдельных фазовращателей, каждый из которых представляет собой мостовую схему на квазираспределенных элементах и обеспечиваемый ими фазовый сдвиг остается примерно постоянным в рабочем диапазоне частот. УС выполнены на основе фильтров верхних частот; дополнительное улучшение согласования достигается за счет «эхопоглощения» при квадратурном питании, необходимом для получения эллиптической поляризации.

Результаты экспериментальных исследований и практической реализации в полной мере подтвердили состоятельность, работоспособность и эф-

фективность разработанной методики проектирования.

В заключении сформулированы основные научные и практические результаты диссертационной работы.

Предложена формализация квазираспределенных элементов в виде эквивалентных схем с частотно-независимыми параметрами.

Разработана расчетно-экспериментальная методика оценивания взаимного влияния квазираспределенных элементов по полю.

Разработана методика проектирования фидерных устройств ДКМВ диапазона на основе квазираспределенных элементов.

В Приложении приведены акты внедрения результатов диссертационной работы.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Бражников, В. А. Конструкции многодиапазонных антенн УКВ диапазона /

B. А. Бражников, H.A. Носов//Вестник СОНИИР,-2005.-№1 (7).-С. 17-19.

2. Бражников, В.А. Оценивание ошибки приближения стационарного поля в задачах анализа неизлучающих элементов антенно-фидерного тракта / В.А. Бражников // Текст доклада. XIII Международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, апрель 2007 г.). - Воронеж, 2007. - С. 605 - 610.

3. Бражников, В.А. О границах применимости приближения стационарного поля / В. А. Бражников // Вестник СОНИИР. - 2007. - № 2 (16). - С. 54 - 57.

4. Бражников, В.А. Учет волнового характера поля при исследовании электрически малых объектов на примере модельных задач / В.А. Бражников // Физика и технические приложения волновых процессов: Тезисы докладов VI Международной научно-технической конференции. - Казань, 2007. - С. 196 - 197.

5. Бражников, В.А. Реализация полусосредоточенных элементов в продольных ветвях лестничных цепей перестраиваемых согласующих устройств / В.А. Бражников // Вестник СОНИИР. - 2007. - № 4 (18). - С. 30 - 33.

6. Бражников, В.А. Учет распределенного характера элементов в рамках алгоритма предварительной настройки быстродействующего антенного согласующего устройства / В.А. Бражников // Доклад. XV Российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов (ПГАТИ, 28.01.08-01.02.08): Материалы конференции. - Самара, 2008. -С. 151 - 152.

7. Бражников, В.А. Учет квазираспределенного характера индуктивных элементов при проектировании коммутируемых антенных согласующих устройств диапазона ДКМВ / В.А. Бражников // Радиотехника (журнал в журнале). - 2008. - № 3. -

C. 71-74.

8. Бражников, В.А. Проблема обеспечения собственного согласования в переключаемых антенных согласующих устройствах ДКМВ диапазона / В.А. Бражников // Тезисы докладов XIV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь». - Воронеж, 2008. - С. 474 - 481.

9. Бражников, В.А. Исследование квазисосредоточенных катушек индуктивности различными методами / В.А. Бражников // Физика и технические приложения волновых процессов: тезисы докладов VII Международной научно-технической конференции, посвященной 150-летию со дня рождения A.C. Попова: Приложение к журналу «Физика волновых процессов и радиотехнические системы» / Под ред. В.А. Неганова

и Г.П. Ярового. - Самара: Самарское книжное издательство. - С. 108-109.

10. Бражников, В. А. Исследования резонансных свойств катушек индуктивности мощных фидерных устройств ДКМВ диапазона / В.А. Бражников // Вестник СОНИИР. - 2008. - № 3 (21). - С. 33 - 36.

11. Бражников, В.А. Проектирование мощных согласующих и фазирующих устройств ДКМВ диапазона с учетом резонансных свойств их элементов / В.А. Бражников, A.JI. Бузов // Девятая международная научно-техническая конференция «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций» ПТиТТ (Казань, 25-27 ноября 2008 г.): тезисы докладов. - Казань: КГТУ, 2008. - С. 295 - 296.

12. Бражников, В.А. Расчетно-экспериментальная методика оценивания взаимного влияния по электромагнитному полю элементов согласующих устройств в составе передающих ДКМВ антенн / В.А. Бражников, М.А. Бузова, А.П. Трофимов // Вестник СОНИИР. - 2008. - № 4 (22). - С. 28 - 31.

13. Бражников, В.А. О взаимном влиянии элементов мощных устройств антен-но-фидерных трактов ДКМВ диапазона / В.А. Бражников, А.Л. Бузов // XVI Российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГАТИ. Материалы конференции - Самара, январь 2009 -С. 147-148.

14. Бражников, В.А. Особенности учета квазираспределенного характера индуктивных и емкостных элементов при их включении по мостовой схеме / В.А. Бражников, А.П. Трофимов // Вестник СОНИИР. - 2009. - № 1 (23). - С. 32-36.

15. Бражников, В.А. Уменьшение взаимного влияния элементов мощных согласующих и фазирующих устройств ДКМВ диапазона путем дополнительного экранирования / В.А. Бражников, А.Л. Бузов // XV Международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, апрель 2009 г.). - Воронеж, 2009. - С. 542 - 549.

16. Бражников, В.А. Моделирование мощных индуктивных элементов эквивалентных схем на основе связанных линий / В.А. Бражников, А.Л. Бузов // Вестник СОНИИР. - 2009. - № 2 (24). - С. 11 - 16.

17. Бражников, В.А. Моделирование квазираспределенных индуктивных и емкостных элементов передающих антенно-фидерных трактов ДКМВ диапазона на основе эквивалентных схем / В.А. Бражников // Антенны. - 2010. - № 4 (155). - С. 31 - 37.

18. Бражников, В.А. Классификация и синтез эквивалентных схем квазираспределенных элементов фидерных устройств ДКМВ диапазона / В.А. Бражников // XVIII Российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ. Материалы конференции - Самара, 2011.-С. 156.

19. Бражников, В.А. Учет квазираспределенного характера фиксированных и плавно перестраиваемых индуктивных и емкостных элементов при их включении по схеме П- или Т-контура/ В.А. Бражников, В.В. Юдин //Труды НИИР. -2011. -№ 1. -С. 69-73.

Подписано в печать 10.10.2011 г.

Формат 60x84/16. Печать оперативная. Бумага офсетная.

Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 57.

Типография ООО "Инсома-пресс", 443011, г. Самара, ул. Советской Армии, д. 217.

ВВЕДЕНИЕ.:.

1 ФОРМАЛИЗАЦИЯ КВАЗИРАСПРЕДЕЛЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ВИДЕ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ СХЕМ.

1.1 Предварительный анализ объекта исследования и классификация квазираспределенных элементов фидерных устройств ДКМВ диапазона.

1.2 Оценивание ошибки приближения стационарного поля в задачах анализа неизлучающих элементов антенно-фидерного тракта.

1.3 Синтез эквивалентных схем мощных индуктивных элементов на основе связанных линий.

1.4 Синтез эквивалентных схем мощных емкостных элементов.

1.5 Выводы по разделу.

2 ИССЛЕДОВАНИЯ КВАЗИРАСПРЕДЕЛЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СХЕМАХ ИХ ВКЛЮЧЕНИЯ В ФИДЕРНЫЙ ТРАКТ.

2.1 Учет квазираспределенного характера фиксированных и плавно перестраиваемых элементов при их включении по схеме П- или Т-контура.

2.2 Учет квазираспределенного характера дискретно перестраиваемых элементов при их включении по схеме П- или Т-контура.

2.3 Учет квазираспределенного характера фиксированных индуктивных и емкостных элементов при их включении по мостовой схеме.

2.4 Исследования резонансных свойств катушек индуктивности фидерных устройств ДКМВ диапазона.

2.5 Выводы по разделу.

3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНИВАНИЯ ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ КВАЗИРАСПРЕДЕЛЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФИДЕРНЫХ УСТРОЙСТВ ДКМВ ДИАПАЗОНА.

3.1 Разработка методики оценивания взаимного влияния квазирас-пределенных элементов по полю.

3.2 Уменьшение взаимного влияния квазираспределенных элементов путем их дополнительного экранирования.

3.3 Разработка методики проектирования фидерных устройств ДКМВ диапазона с учетом квазираспределенного характера их элементов.

3.4 Вопросы обеспечения собственного согласования в дискретно перестраиваемых антенных согласующих устройствах ДКМВ диапазона

3.5 Выводы по разделу.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

4.1 Экспериментальные исследования и практическая реализация методики проектирования при создании устройств согласования и фазирования с плавно перестраиваемыми элементами в составе защищенных передающих антенно-фидерных устройств ДКМВ диапазона.

4.2 Экспериментальные исследования и практическая реализация методики проектирования при создании устройства согласования с дискретно перестраиваемыми элементами в составе адаптивной радиостанции ДКМВ диапазона.

4.3 Экспериментальные исследования и практическая реализация методики проектирования при создании широкополосных устройств фазирования и согласования в составе ДКМВ антенн зенитного излучения.

4.4 Выводы по разделу.

В настоящее время во всем мире, в том числе, и в России, наблюдается устойчивый рост потребности в услугах ДКМВ радиосвязи. Этому способствуют несколько причин, среди которых выделим ряд особенно актуальных для России. Во-первых, это наличие большой территории, на которой необходимо обеспечить связь. Во-вторых, радиолинии и сети ДКМВ радиосвязи обладают высокой мобильностью, стойкостью и живучестью, в том числе - в условиях чрезвычайных ситуаций и боевых действий, обеспечивая, при необходимости, возможность оперативной организации связи из неподготовленных районов.

Кроме названных причин отметим и немаловажный экономический аспект при использовании ДКМВ радиосвязи. Как известно, особенностью эксплуатации оборудования ДКМВ радиосвязи является наличие в статьях расходов затрат только на станционное оборудование и отсутствие затрат на дорогостоящее линейное оборудование. Кроме того, суточная норма затрат — фиксированная и не зависит от трафика. В результате использование ДКМВ радиосвязи оказывается во многих случаях предпочтительным и из экономических соображений.

В свете вышесказанного в большинстве стран на самом высоком уровне признается необходимость развития и модернизации систем и сетей ДКМВ радиосвязи, как важного резервного, аварийного, а нередко и основного вида связи. В России в рамках общего указания президента о модернизации промышленности в целом для развития радиосвязи в ДКМВ диапазоне на качественно новом уровне поставлена задача построения федеральной резервной сети коротковолновой радиосвязи (ФРСКР).

Среди зарубежных аналогов такой сети можно отметить Глобальную коротковолновую систему связи (High Frequency Global Communications System), которая является международной сетью, состоящей из мощных станций и обеспечивающей поддержку всех зарегистрированных пользователей в любом районе нахождения, в соответствии с соглашениями и международными протоколами.

Создаваемая в России ФРСКР должна действовать в глобальном масштабе, обеспечивать необходимый уровень информационной безопасности, передачу сообщений для сохранения управления страной и своевременного оповещения в условиях террористической активности, чрезвычайных ситуаций и особого периода, работать на принципах выделенной автоматизированной адаптивной сети цифровой радиосвязи двойного назначения. Кроме того, ФРСКР должна обеспечивать резервирование системы связи для органов исполнительной власти, предоставление широкой номенклатуры сервисов, предоставление услуг связи пользователям в труднодоступных и малонаселенных территориях Сибири, Дальнего Востока, Арктики, а> также за пределами территории России, организацию резервных каналов доставки программ государственного вещания, повышение спектральной и энергетической эффективности радиолиний ДКМВ радиосвязи.

Основными направлениями инновации ДКМВ радиосвязи при создании ФРСКР являются модернизация структуры сети, включающая переход к полнодоступной масштабируемой структуре сети, оперативно обновляемые радио данные и пр., и организация мультисервисных каналов, включающая повышение качества канала за счет автоматизации и адаптации характеристик и обеспечение необходимых сервисов и услуг, в том числе, расширение номенклатуры стыков со связным оконечным оборудованием, организацию каналов служебной связи и управления, стыковку с вещательным оборудованием.

Разработка и успешное внедрение ФРСКР позволит создать дополнительные условия для успешной реализации государственной политики информатизации, обеспечить осуществление функции непрерывного управления, своевременного обмена достоверной информацией между федеральными и региональными центрами, между центрами и местами событий чрезвычайных ситуаций при отказе прочих видов связи, внести вклад в формирование единого информационного пространства России.

Современные условия диктуют более высокие требования к скорости работы антенно-фидерных устройств ДКМВ радиосвязи, их управляемости. По-| этому на сегодняшний день происходит широкое внедрение адаптивных автоматизированных систем [12, 19]. Управление устройствами в режиме он-лайн с помощью ЭВМ, неспособной принимать самостоятельные решения, приводит к ужесточению требований к точности моделирования и последующих расчетов устройств фидерного тракта, так как, очевидно, что в процессе управления ЭВМ «ориентируется» только на данные, сохраненные в ее памяти, и чем более они будут соответствовать реальным свойствам устройств, тем адекватнее будет управление ими.

Поэтому организация автоматической работы антенно-фидерных уст-< ройств требует, как показывает практика, разработки отвечающей современным требованиям конструкторской документации и построения адекватных ' моделей устройств с целью обеспечения их управляемости.

Индуктивные и емкостные элементы устройств фидерного тракта диапаА зона ДКМВ обладают относительно большими электрическими размерами, вследствие чего они характеризуются наличием резонансных свойств и слож-, ным характером частотной зависимости импеданса [12, 53, 111]. Поэтому такие элементы уже не могут с приемлемой точностью считаться сосредоточенными. Обычно их рассматривают как квазисосредоточенные [53, 111], учитывая наличие паразитных импедансов (адмитансов) и резонансных свойств введением соответствующих сосредоточенных емкостей и индуктивностей в двух- и че-тырехполюсные эквивалентные схемы элементов. Подобные меры, хотя и не позволяли избежать экспериментальной составляющей процесса разработки и ввода в эксплуатацию, ранее были вполне достаточными. ' Это приводило к заметному отличию индивидуальных регулировочных характеристик элементов от их аналогов в эквивалентной схеме устройства.

Ранее, при ручной настройке или настройке на заранее подготовленные частоты при достаточно высоком уровне естественного согласования антенн это обстоятельство не было существенным. Автоматизация же предполагает формирование точных команд управления элементами, особенно в условиях, когда настройки получаются узкополосными.

Повышения точности построения моделей устройств можно добиться различными способами, например, применением строгих электродинамических методов и уточнением исходной расчетной модели. Первый путь является весьма трудоемким и ресурсозатратным. Поэтому в рамках второго способа в работе [13] было введено понятие квазираспределенного элемента. Как раз учет квазираспределенности элементов в противовес традиционному подходу, при котором элементы устройств рассматривались или только как сосредоточенные, или только как распределенные [69, 94, 103], позволяет существенно повысить адекватность моделей устройств и, следовательно, точность расчетов их характеристик.

Квазираспределенный элемент — элемент, занимающий промежуточное положение между сосредоточенным и распределенным элементом, обладая свойствами и того, и другого [13]. Физический механизм подобных эффектов основан на отличии фактического квазистационарного поля от идеализированного стационарного, т.е. на проявлении волнового характера поля. Это проявление, в общем-то, невелико, но во многих случаях его весьма желательно учитывать, так как противное может приводить к значительной потере точности.

Некоторые частные проявления квазираспределенного характера элементов: отличие частотной характеристики импеданса (адмитанса) катушки (конденсатора) от идеализированной линейной зависимости, приобретение двухполюсным элементом свойств четырехполюсника (например, трансформация активного сопротивления продольно включенной катушкой) и т.д.

Следует отметить, что данный термин не относится к устоявшимся в литературе. В подобных вопросах чаще встречается, как уже было отмечено выше, термин «квазисосредоточенный», но он представляется менее удачным, так как в ДКМВ диапазоне резонансные свойства элементов более близки к свойствам распределенных элементов [93].

Построение квазираспределенных моделей устройств фидерного тракта, которые содержат множество катушек и конденсаторов, позволяет существенно сэкономить вычислительные ресурсы.при их проектировании.

Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно-техническая проблема повышения эффективности средств проектирования фидерных устройств ДКМВ диапазона за счет учета квазираспределенного характера их элементов.

Состояние вопроса в рассматриваемой области характеризуется следующими основными достижениями.

Эквивалентные схемы индуктивных и емкостных элементов разрабатываются и активно используются достаточно давно, причем применительно к задачам проектирования устройств различного назначения и диапазонов, вплоть до разработки СВЧ микросхем [5 - 7, 9, 15, 16, 21, 22, 29, 31, 36 - 39, 42, 54, 55, 58 - 60, 62, 63, 72 - 74, 77, 79, 80, 84, 90, 97, 100 - 102, 104 - 106, 109 -111, 115, 119, 120, 124, 126, 145]. Синтез эквивалентных схем рассматривался в работах О.В. Алексеева, B.C. Бриллона, Э.В. Зеляха, И.С. Ковалева, Е.П. Кото-ва, С.Е. Лондона, В.П. Мещанова, Г.В. Морозова, C.B. Томашевича, A.JI. Фельдштейна, JI.A. Финкельштейна, Л.А. Цейтлина, Г.Г. Чавки, Г.А. Юфита, Л.Р. Явича, К. Гупты (К. Gupta), И. Бала (I. ВаЫ), К. By (К. Wu), Л. Жу (L. Zhu) и других ученых. При этом эквивалентные схемы строились с частичным учетом квазираспределенного характера элементов или вообще без него. В лучшем случае обеспечивалось более или менее адекватное описание характеристики элемента до первой резонансной частоты. Как уже было отмечено выше, в современных условиях это явно недостаточно. Поэтому автором была поставлена задача разработки частотно-независимых эквивалентных схем на основе комбинирования сосредоточенных и распределенных элементов, описывающих характеристики элемента в широкой полосе частот.

Новое поколение мощных устройств фидерного тракта, как правило, управляется с помощью специализированных ЭВМ. Для такого управления необходима высокая точность моделирования и специальные управляющие алгоритмы. Для этих целей в работах [82, 107] были синтезированы соответствующие алгоритмы и разработана аддитивная модель для различных схем устройств фидерного тракта. Однако, на взгляд автора, полученной точности в некоторых случаях оказывается недостаточной, тем более, что есть некоторые пути ее повышения. Для этого автором была разработана уточненная модель, учитывающая нелинейное взаимное влияние квазираспределенных элементов по полю.

Задачи анализа и синтеза устройств фидерного тракта, на взгляд автора, относятся к классу внутренних электродинамических задач. Поэтому для'их строгого электродинамического анализа подходят методы на основе как дифференциальных уравнений, так и интегральных.

Как правило, системы дифференциальных уравнений сводятся к системе линейных алгебраических уравнений путем использования методов конечных элементов, конечно-разностной аппроксимации и т.д. [33, 41, 87, 93, 113]. Во всех этих методах является необходимым построение пространственной сетки узлов, в которых ищется решение. Именно построение сетки накладывает основные ограничения на применение данных методов. В рассматриваемых в данной работе задачах внутренняя конфигурация устройств фидерного тракта является весьма сложной. Поэтому построение адекватной расчетной сетки представляется сложной задачей. Вследствие этого применение методов на основе дифференциальных уравнений в данной работе считается, по мнению автора, нецелесообразным.

Перейдем к рассмотрению методов, основанных на интегральных уравнениях. Среди них можно выделить несколько групп методов, основанных на тонкопроволочногм приближении с использованием уравнений Фредгольма первого рода [8, 24, 26, 64, 65, 123, 128, 129, 131, 132] и второго рода [20, 23, 24, 26, 67, 127], а таюке на основе интегральных уравнений с точным яром [98, 133, 134]. Методы интегральных уравнений, как правило, применяются для решения внешних задач электродинамики. Основным недостатком интегральных уравнений: первого родаявляется некорректность задачи; уравнений второго рода и с поверхностным интегралом — относительно большое время счета и сложность формализации. На взгляд автора, применение этой группы методов в данном случае также нецелесообразно.

Отдельно отметим метод обобщенной эквивалентной цепи (ОЭЦ), объединяющий "в себе модели на основе эквивалентных поверхностных источников и теории цепей, предложенный Л.С. Казанским [46, 50 - 53, 81]. Данный метод обеспечивает точность, соответствующую точности методов на основе интегральных уравнений. Он-достаточно; универсален в смысле геометрии рассмат-; риваемой задачи и наличия диэлектрических элементов; Важным достоинством метода- ОЭЦ является то, что в результате его- решения: можно сразу, найти явную зависимость между физическими параметрами и величинами элементов эквивалентной цепи. Так как в данной работе как раз и анализируются различные соединения индуктивных и емкостных элементов, то применение метода ОЭЦ для строго электродинамического анализа подобных систем представляется наиболее удобным.

Однако^ в некоторых задач электродинамическое моделирование строги- • > ми методами является^ избыточным и занимает много времени: Особенно сказанное актуально для задач синтеза новых конструкций устройств фидерного тракта, когда многократно приходится решать задачу анализа. Предложенные автором эквивалентные схемы позволяют моделировать устройства с необходимой точностью при существенно меньших вычислительных затратах. Кроме того, наличие адекватных эквивалентных схем устройств позволяет использовать, при необходимости, готовые программные продукты для моделирования устройств, основанные на методах теории цепей.

Существующие на сегодняшний день эквивалентные схемы индуктивных и емкостных элементов строятся, в основном, на сосредоточенных элементах и позволяют адекватно описывать свойства моделируемых элементов на частотах до первого резонанса и в его окрестностях [5, 54, 109]. Разработанные же в данной работе эквивалентные схемы на основе комбинирования сосредоточенных и распределенных элементов позволяют адекватно описывать свойства моделируемых элементов в более широкой полосе частот — плоть до второго резонанса.

Наряду с эквивалентными схемами элементов рассматривались.и различные варианты схем.включения элементов в фидерный тракт. В них, аналогично отмеченному выше, эквивалентные схемы строились либо на основе только cor-средоточенных, либо наг основе только? распределенных элементов; При этом взаимное влияние элементов, возможности- их экранирования также оценивалось с помощью теории цепей — введением дополнительных: (взаимных)-индук-тивностей;и емкостей' [34, 35, 43, 121, 126]. В некоторых задачах это оказалось недостаточным, поэтому автором предложено учитывать взаимное влияние элементов схемы более строго - на основе уточненной: аддитивной модели.

Вообще построение устройств согласования (УС) й фазирования (УФ) '

ДКМВ диапазона на протяжении многих лет является нетривиальной и, в то же время, весьма актуальной задачей [8, 11, 27, 53, 65; 71, 82]. Это связано, прежде всего, с тем, что антенно-фидерные устройства ДЬОУШ зачастую работают в десяти, а то и двадцати кратном диапазоне. При этом, очевидно, что естественный уровень согласования антенн не во всем рабочем диапазоне удовлетворяет предъявляемым требованиям. Именно поэтому на YC и УФ «ложится» задача выравнивания уровня согласования во всем диапазоне.

Разработке УС и УФ посвящено достаточно большое количество публикаций [5 - 7, 30 - 32, 40, 42, 48, 49, 51, 53, 58, 59, 66, 75, 76, 79, 92, 96, 116

118, 130], среди которых можно отметить работы Г.З. Айзенберга, С.П. Бело-усова, A.JI. Бузова, JI.C. Казанского, Г.А. Клигера, С.Е. Лондона, Л.Г. Мало-рацкого, А.Л. Фельдштейна, Г.Г. Чавки, Л.Р. Явича, Д. Маттея (D. Mathey), Т. Кирби (T.Kirby), других ученых.

В зависимости от назначения все* устройства антенно-фидерного тракта могут быть разделены на две большие группы — неперестраиваемые [4, 25, 56, 57, 96, 122], свойства которых не меняются с частотой, и перестраиваемые [40, 45, 48, 49, 61, 92, 111]. В силу указанных выше причин в ДКМВ диапазоне наибольшее распространение получили перестраиваемые устройства.

Мощные (до 2 МВт) УС традиционно выполнялись на основе различных конструкций шлейфов [8, 61, 65]. Менее мощные УС (до.250 кВт) выполняются, как правило, на сосредоточенных индуктивных и емкостных элементах [40, 45, 48, 53, 92].

В целом, обзор литературы показал, что эффективной методики проектирования мощных фидерных устройств ДКМВ>. диапазона с учетом квазираспре-деленного характера их элементов на сегодняшний день еще не создано.

Цель работы — разработка, экспериментальная проверка^ и реализация методики проектирования фидерных устройств ДКМВ диапазонам учетом ква-зираспределенного характера их элементов.

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

Г. Классификация квазираспределенных элементов фидерных устройств ДКМВ диапазона; предварительный анализ — оценивание ошибки приближения стационарного поля и т.д.

2. Разработка формализации квазираспределенных элементов в виде эквивалентных схем с частотно-независимыми параметрами — синтез эквивалентных схем.

3. Исследования квазираспределенных элементов при различных схемах включения в антенно-фидерный тракт.

4. Разработка расчетно-экспериментальной методики оценивания взаимного влияния квазираспределенных элементов по полю.

5. Исследования устройств на квазираспределенных элементов при дополнительном экранировании последних.

6. Разработка методики проектирования устройств передающих антенно-фидерных трактов диапазона ДКМВ с учетом квазираспределенного характера их элементов, включая формализацию квазираспределенных элементов в виде эквивалентных схем, учет эффекта взаимного влияния на основе уточненной аддитивной модели, формирование базы данных, синтез эквивалентной схемы устройства и обратный переход от эквивалентной схемы к конструкционным параметрам устройства.

7. Экспериментальные исследования и практическая реализация разработанной методики проектирования.

Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов, заключения, списка литературы и приложения.

Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в работах автора [136 — 154].

Таким образом, в рамках настоящего диссертационного исследования решена проблема повышения эффективности средств проектирования за счет учета квазираспределенного характера элементов устройств передающих антенно-фидерных трактов ДКМВ диапазона. Выполнена формализация квази-распределенных элементов в виде эквивалентных схем, проведены исследования квазираспределенных элементов при различных схемах их включения в фидерный тракт, разработаны методики оценивания взаимного влияния элементов по электромагнитному полю и проектирования фидерных устройств ДКМВ диапазона с учетом квазираспределенного характера их элементов, выполнены экспериментальные исследования и практическая реализация разработанной методики проектирования нескольких устройств согласования и фазирования из состава антенно-фидерных устройств ДКМВ диапазона. Задачи диссертационной работы успешно решены, поставленная цель достигнута в полном объеме.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках диссертационной работы получены следующие научные и научно-прикладные результаты.

Выполнена формализация квазираспределенных элементов в виде эквивалентных схем.

Обоснован подход к проектированию мощных фидерных устройств с -учетом квазираспределенного характера элементов, предусматривающий синтез эквивалентных схем элементов, которые описываются относительно небольшим набором частотно-независимых параметров, определяемых на основе электродинамического моделирования типовых вариантов исполнения моделируемых элементов.

Показана необходимость двухэтапного процесса синтеза эквивалентных схем с выполнением на первом этапе структурного, а на втором — параметрического синтеза. Обоснован выбор метода обобщенных эквивалентных цепей в качестве наиболее удобного в данном случае метода электродинамического - моделирования. Показано, что достаточная адекватность эквивалентной схемы элемента должна быть обеспечена от нижней частоты рабочего диапазона, до частоты второго резонанса включительно.

Обоснованы критерии и выполнена классификация квазираспределенных индуктивных и емкостных элементов по форме проводников, по схеме включения и по расположению относительно экрана.

В рамках выполненного исследования по оцениванию ошибки приближения стационарного поля в задачах анализа неизлучающих элементов антенно-фидерного тракта получены необходимые расчетные соотношения. Показано, что ошибки, обусловленные отбрасыванием аддитивных составляющих Считающихся несущественными) и заменой фазовых множителей на единичные, определяются только максимальным электрическим размером анализируемого объекта. Установлено, что ошибка приближения квазистационарного поля: довольно быстро растет с увеличением электрического расстояния, причем основное значение имеет ошибка, обусловленная отбрасыванием аддитивных составляющих поля.

Предложена эквивалентная схема квазираспределенного индуктивного элемента на основе связанных линий. Разработана процедура синтеза эквивалентной схемы, обеспечивающей достаточную адекватность характеристик в полосе частот, включающей первый и второй резонанс индуктивного элемента. Разработанная процедура предполагает расчет характеристик индуктивного элемента на основе решения электродинамической задачи методом обобщенной эквивалентной цепи, определение связи между параметрами эквивалентной схемы и определение параметров эквивалентной схемы на основе параметрической оптимизации. Для обеспечения решения задач проектирования мощных устройств фидерного тракта предложенная процедура должна применяться для каждого класса индуктивных элементов во всем требуемом диапазоне изменения значений геометрических параметров модели с фиксированием (табуляцией) полученных результатов. Получены необходимые расчетные соотношения. Показано, что предложенная модель, в отличие от ранее использовавшихся, позволяет минимизировать уклонение от фактических характеристик., до величин

Показано, что для емкостных элементов учет их квазираспределенного характера может быть осуществлен с достаточной точностью на основе известных подходов и моделей. Разработана процедура синтеза эквивалентной схемы емкостного элемента, аналогичная предложенной для индуктивных элементов, но базирующаяся на известных подходах и формируемых на их основе эквивалентных схемах на элементах с сосредоточенными параметрами.

Проведены исследования квазираспределенных элементов при различных схемах их включения в фидерный тракт.

Исследованы вопросы учета квазираспределенного характера фиксированных и плавно перестраиваемых индуктивных и емкостных элементов при их включении по схеме П- или Т-контура. Построены эквивалентные схемы контуров. Обоснован подход к их анализу с преобразованием в лестничные цепи. Рассмотрены вопросы учета распределенного характера соединительных шин.

Исследованы вопросы учета квазираспределенного характера дискретно перестраиваемых индуктивных и емкостных элементов при их включении по схеме П- или Т-контура. Построены эквивалентные схемы элементов в четы-рехполюсном и двухполюсном включении. Указано качественное отличие дискретно перестраиваемых элементов от плавно перестраиваемых и фиксированных, которое заключается в том, что дискретно перестраиваемый элемент содержит несколько физически обособленных элементов (элементы разрядов). Обоснован подход к анализу, в рамках которого элементы разрядов моделируются по отдельности с последующим «сшиванием» с помощью аппарата матриц передачи.

Исследованы вопросы учета квазираспределенного характера фиксированных индуктивных и емкостных элементов при их включении по мостовой схеме. Мостовые схемы рассмотрены применительно к широкополосным непе-рестраиваемым фазовращателям, наиболее чувствительным к воздействию паразитных факторов. Показано, что включение в плечо моста можно рассматривать как четырехполюсное включение. На основе численных экспериментов установлено, что наличие у катушек индуктивности емкости на корпус может существенно ухудшать характеристики фазосдвигающих контуров в части фазовых соотношений и согласования. Предложен и обоснован способ почти полной компенсации данного нежелательного явления. Рассмотрены вопросы построения алгоритма разработки фазовращателей на основе мостовых схем с учетом квазираспределенного характера индуктивных и емкостных элементов.

Проведены исследования резонансных свойств катушек индуктивности мощных фидерных устройств ДКМВ диапазона. Получены зависимости резонансных частот от шага намотки, отношения резонансной частоты катушки к резонансной частоте регулярной линии той же длины (по намотке) от отношения радиуса катушки к шагу намотки, резонансных частот от расстояния до экрана, частотные характеристики реактивного импеданса. Показано, что отношение резонансных частот катушки и регулярной линии такой же длины (по намотке) слабо зависит параметров катушки, если остается постоянным отношение радиуса катушки к шагу намотки. На основании этого факта предложено использовать отношение резонансных частот в качестве параметра, характеризующего резонансные свойства катушки.

Разработана методика оценивания взаимного влияния элементов по электромагнитному полю, основанная на уточненной аддитивной модели устройств. Модель уточняется путем введения нелинейных слагаемых, описывающих взаимодействие элементов по электромагнитному полю. Вводимые функции определяются экспериментальным путем, а затем табулируются и сохраняются в памяти ЭВМ.

Исследованы вопросы уменьшения взаимного влияния квазираспределенных элементов путем их дополнительного экранирования. Показано, что введение дополнительных экранов позволяет заметно повысить точность моде/ лирования устройств с помощью аддитивной модели. Предложенный подход позволяет улучшить показатели унификации вновь создаваемых устройств.

Разработана методика проектирования фидерных устройств ДКМВ диапазона с учетом квазираспределенного характера их элементов. Методика основана на построении эквивалентных схем устройств, что обеспечивает эвристическую наглядность синтезируемых решений и дает возможность лучше понимать физические процессы, проходящие в устройстве. Разработанная методика включает подготовительный этап, включающий: формализацию элементной базы; формализацию эффекта взаимного влияния; формирование базы дан1 ных и собственно этап проектирования, включающий: разработку эквивалентной схемы устройства; проектирование устройства. Методика позволяет разрабатывать мощные фидерные устройства с требуемыми характеристиками при существенном сокращении затрат на настройку и доводку изделий, а также на моделирование элементов за счет использования базы данных параметров элементов.

Исследованы вопросы обеспечения собственного согласования в дискретно перестраиваемых антенных согласующих устройствах ДКМВ диапазона. При этом основной идеей является минимизация неоднородности, вносимой в фидерный тракт устройствами в выключенном состоянии. Для этого эквивалентная схема устройства должна представлять собой согласованный отрезок линии. Предложенный подход был апробирован на некоторых практических примерах, что подтвердило его состоятельность.

Выполнены экспериментальные исследования и практическая реализация разработанной методики проектирования нескольких устройств согласования и фазирования из состава антенно-фидерных устройств ДКМВ диапазона.

Выполнены экспериментальные исследования и практическая реализация методики проектирования при создании устройств согласования и фазирования с плавно перестраиваемыми элементами в составе защищенных передающих антенно-фидерных устройств ДКМВ диапазона. Устройства согласования и фа- I зирования выполнены в виде П-контуров с плавно перестраиваемыми индуктивными элементами в продольных плечах и плавно перестраиваемыми емкостными элементами — в поперечных плечах. В качестве индуктивных элементов использованы квазираспределенные бесконтактные вариометры, в качестве емкостных элементов — квазираспределенные вакуумные конденсаторы. Рассмотрено два типа антенно-фидерных устройств - с отдельным излучателем и с решеткой из двух излучателей. Соответственно, было разработано два варианта УС и УФ. Настройка устройств на заданные частоты происходит по заранее подготовленным таблицам.

Выполнены экспериментальные исследования и практическая реализация методики проектирования при создании устройства согласования с дискретно перестраиваемыми элементами в составе адаптивной радиостанции ДКМВ диапазона. УС представляет собой дискретно перестраиваемое согласующее устройство, которое управляется сигналами контроллера. По результатам предварительно проведенных исследований и расчетов с учетом квазираспределенно-го характера элементов было принято решение строить УС в виде П-контура, образованного последовательным блоком индуктивностей и параллельными идентичными симметрично расположенными блоками емкостей. Приведены результаты испытаний адаптивной радиостанции, полностью подтвердившие работоспособность предложенной методики.

Выполнены экспериментальные исследования и практическая реализация методики проектирования при создании широкополосных устройств фазирования и согласования в составе ДКМВ антенн зенитного излучения. УФ выполняются в виде двух отдельных фазовращателей, каждый из которых представляет собой мостовую схему на квазираспределенных элементах и обеспечиваемый ими фазовый сдвиг остается примерно постоянным в рабочем диапазоне частот. УС выполнены на основе фильтров верхних частот; дополнительное улучшение согласования достигается за счет «эхопоглощения» при квадратурном питании, необходимом для получения эллиптической поляризации.

Результаты всех экспериментальных исследований и практической реализации устройств согласования и фазирования из состава антенно-фидерных устройств ДКМВ диапазона в полной мере подтвердили состоятельность, работоспособность и эффективность разработанной методики проектирования.

Внедрение основных результатов диссертационной работы осуществлено при проведении работ по созданию оборудования специальной радиосвязи в интересах государственных заказчиков, что подтверждено соответствующими актами, приведенными в Приложении.

1. A.c. № 250228 СССР, МКИ Н 01F. Вариометр / Л.С. Казанский (СССР).-2 е.: ил.

2. A.c. № 255376 СССР, МКИ Н 01F. Вариометр / Л.С. Казанский (СССР).-2 е.: ил.

3. A.c. 1332392 СССР, МПК HOI F 21/10, 27/28. Барометр / Л.С. Казанский, С.П. Шаров (СССР). 3 е.: ил.

4. A.c. № 327542 СССР, МКИ Н 01Р 5/08. Устройство для настройки фидера на бегущую волну / Л.С. Казанский (СССР). 2 е.: ил.

5. 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.

6. Автоматизированное проектирование устройств СВЧ: Межвуз. сб. на-учн. тр: / Моск. ин.-т радиотехн., электрон, и автомат. / Под ред. Никольского В.В.-М.: МИРЭА, 1991. 143 с.

7. Алексеев О.В., Грошев В.А., Чавка Г.Г. Многоканальные частотно-разделительные устройства и их применение. — М.: Радио и связь, 1981. — 136 с.

8. Антенны для радиовещания и радиосвязи: В двух частях. Ч 1. Коротковолновые антенны / С.П. Белоусов, Р.В. Гуревич, Г.А. Клигер, В.Д. Кузнецов. — М.: Связь, 1978.-136 с.

9. Боде Г. Теория цепей и проектирование усилителей с обратной связью. -М.:ИЛ, 1948.-244 с.

10. Бондарь И.В. Электростатические модели диэлектрических элементов антенно-фидерных трактов // Антенны. — 2004. — №3. — С. 9 — 14.

11. Брауде Б.В. Определение градиента электрического потенциала в аппаратуре высокого напряжения мощных радиопередающих устройств. — Л.: БТИ ЦКБ МРТП, 1955. 23 с.

12. Бузов А.JI. Современные тенденции развития антенной техники ДКМВ радиосвязи // Антенны. 2007. - № 10 (125). - С. 44 - 50.

13. Бузов А.Л., Бузова М.А., Казанский Л.С., Минкин М.А., Юдин В.В. Вопросы моделирования квазираспределенных индуктивных и емкостных элементов мощных устройств антенно-фидерных трактов ДКМВ диапазона // Вестник СОНИИР. 2008. - № 3 (21). - С. 37 - 40.

14. Бузов А.Л., Елисеев С.Н., Кольчугин Ю.И., Минкин М.А., Сухарев A.C. Автоматизированный комплекс технических средств для адаптивных радиолиний ДКМВ // Вестник СОНИИР. 2006. - № 1 (11). - С. 27 - 32.

15. Бузов А.Л., Казанский Л.С., Юдин В.В. и др. К вопросу моделирования экранированных антенно-фидерных устройств LC-цепями // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. 1998.-Т. 6.-№3-4.-С. 17-21.

16. 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.

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

18. Бузов А.Л., Сухарев A.C. Вопросы создания универсальных быстро-разворачиваемых комплексов технических средств ДКМВ радиосвязи // Вестник СОНИИР. 2006. - № 2 (12). - С. 12 - 16.

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

20. Бушминский И.П., Морозов Г.В. Конструирование и расчет пленочных СВЧ микросхем. — М.: Сов. радио, 1978. — 144 с.

21. Васильев E.H. Возбуждение тел вращения. — М.: Радио и связь, 1987. —272 с.

22. Васильева А.Б., Тихонов H.A. Интегральные уравнения. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1989. - 155 с.

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

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

25. Вьюшков В.А. Синтез согласующих и корректирующих цепей на основе генетического алгоритма // Современные проблемы радиоэлектроники. — 2003.-С. 327-331.

26. Ганстон М.А.Р. Справочник по волновым сопротивлениям фидерных линий СВЧ. Пер. с англ. / Под ред. А.З. Фрадина. — М.: Связь, 1976. 152 с.

27. Гильмутдинов А.Х., Мокляков В.А., Трибунских A.B. Синтез комплементарных распределенных резистивно-емкостных элементов с заданными частотными характеристиками // Вестн. Казан, гос. техн. ун-та. — 2007. — № 4. — С.14-17.

28. Головков A.A., Мальцев А.М. Синтез фазовых и согласующе-фильтрующих устройств на основе волновой матрицы передачи // Изв. вузов. Радиоэлектрон. 2005. - Т. 48. - № 3 - 4. - С. 72 - 80.

29. ГуптаК., ГарджР., ЧадхаР. Машинное проектирование СВЧ устройств. М.: Радио и связь, 1987. - 430 с.

30. Девятков Г.Н. Автоматизированный синтез широкополосных согласующих устройств, связывающих произвольные иммитансы источника сигнала и нагрузки // Науч. вестн. НГТУ. 2004. - № 1. - С. 155 - 165.

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

32. Дзюба JI.B., Шабашов А.О. Способы уменьшения электромагнитной связи между многослойными керамическими конденсаторами в LC-фильтрах // Антенны. 2006. - № 1.-С. 129 - 136.

33. Дзюба JI.B., Шабашов А.О. Влияние электромагнитной связи между керамическими многослойными конденсаторами на величину ослабления LC-фильтров в полосе запирания // Современные проблемы радиоэлектроники. — 2006.-Вып. 1.-С. 198-200.

34. Егоров Г., Капкин С., Стельмахович Л., Трофименков В., Хрипко В. Многослойные керамические микросхемы на основе технологии LTCC // Электроника: наука, технология, бизнес. 2006. — № 7. — С. 44 — 49.

35. Ефимов И.Е. Радиочастотные линии передачи. — М.: Советское радио, 1964.-600 с.

36. Заездный A.M. Основы расчетов радиотехнических цепей. — М.: Связь, 1966.-230 с.

37. ЗаикинБ.М. Обобщенные параметры рассеяния и их использование для анализа СВЧ цепей // Сб. Автоматизация проектирования в электронике. Вып. 15. Киев: Техшка, 1977. - С. 77 - 81.

38. Зайцев A.B., Казанский JI.C., Кольчугин Ю.И., Шаров С.П. Автоматическое согласующее устройство для антенного фидера декаметрового диапазона // Электросвязь. 1988. - № 11. - С. 28 - 29.

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

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

41. Каден Г. Электромагнитные экраны: Пер. с нем. — М.: Госэнергоиздат, 1957.-327 с.

42. Казанский Л.С. Проектирование бесконтактных вариометров для автоматизированных согласующе-фильтрующих систем декаметрового диапазона // Электросвязь. 1990. - № 6. - С. 33 - 34.

43. Казанский Л.С. Расширение частотного диапазона перестраиваемых согласующих устройств // Труды НИИР. — 1990. — № 3. — С. 35 — 38.

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

45. Казанский Л.С. Современные возможности в области создания коротковолновых антенн радиосвязи // Вестник СОНИИР. — 2005. — № 3 (9). — С. 47 — 53.

46. Казанский Л.С., Кольчугин Ю.И. Принципы создания согласующих и фазирующих устройств ВЧ-диапазона в современных технологических условиях //Антенны.-2006.-№ 10 (113).-С. 26-31.

47. Казанский Л.С., Красильников А.Д. Фазирующие устройства ДКМВ диапазона на базе ЬС-сеток // Вестник СОНИИР. 2007. - № 1 (15). - С. 51 - 56.

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

49. Казанский Л.С., Минкин М.А. Особенности проектирования автоматизированных согласующих устройств для высокодобротных антенн ВЧ диапазона // Вестник СОНИИР. 2005. - № 4 (10). - С. 43 - 47.

50. 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.

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

52. Калантаров П.JI., Цейтлин JI.A. Расчет индуктивностей. JI.: Энерго-атомиздат, 1986-488 с.

53. Карплюс У. Моделирующие устройства для решения задач теории поля / Пер. с англ. под ред. Л.И. Гутенмахера. — М.: Издательство иностранной литературы, 1962. -487 с.

54. Карпов В.М., Малышев В.А., Перевощиков И.В. Широкополосные устройства СВЧ на элементах с сосредоточенными параметрами / Под ред. В.А. Малышева. — М.: Радио и связь, 1984. 238 с.

55. Климентьев A.A. Микроминиатюрные печатные индуктивные элементы // Зарубежная радиоэлектроника. 1968. — № 4. — С. 69 — 79.

56. Коаксиальные пассивные устройства / Мещанов В.П., Тупиков В.Д., Чернышев С.А. Саратов: Изд.-во ун.-та, 1993. — 414 с.

57. Козлов В.И., Юфит Г.А. Проектирование СВЧ устройств с помощью ЭВМ. М.: Сов.радио, 1975.- 177 с.

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

59. Комиссаров В.И. Двухэлементная бесконтактная настройка фидера на режим бегущей волны // Электросвязь. 1983. - № 9. - С. 26 — 30.

60. Конструирование и расчет полосковых устройств. / Под ред. И.С.Ковалева. -М.: Сов.радио, 1974. — 296 с.

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

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

63. Крылов Г.Н. Цилиндрические, кольцевые и вертикальные антенны.- M.-JL: Энергия, 1965. 204 с.

64. Кузнецов В.Д., Парамонов В.К. Широкополосный шлейф в устройствах сверхвысоких частот. — Электросвязь. 1961. — № 11. — С. 30 — 34.

65. Кульчин Ю.Н. Распределенные волоконно-оптические измерительные системы. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. - 272 с.

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

67. Кыштымов Г.А., Плишкин A.B. Расчет и оптимизация геометрических размеров ферровариометров антенных согласующих устройств // Техника средств связи, сер. ТРС. 1980. - № 7. - С. 59 - 62.

68. Лондон С.Е., Томашевич С.В. Справочник по высокочастотным трансформаторным устройствам. — М.: Радио и связь, 1984. — 216 с.

69. Малорацкий Л.Г. Микроминиатюризация элементов и устройств СВЧ. -М.: Советское радио, 1976. 216 с.

70. Малорацкий Л.Г., Явич Л.Р. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях. — М.: Сов.радио, 1972. — 232 с.

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

72. Маттей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. Т2. / Пер. с агл. под общей ред. Л.В. Алексеева и Ф.В. Кушнира. —1. М.: Связь, 1971.-496 с.

73. Машковцев Б.М., Фалысовский О.И. Анализ многополюсников СВЧ:i

74. Учеб.пособие / ЛЭИС. Л.: Изд. Ленинград, электротехнич. ин.-та связи, 1987. — 63 с.

75. Мейнке X., Гундлах Ф. Радиотехнический справочник. В 2 т.: Пер. с нем. М. - Л.: Госэнергоиздат, 1961: Т. 1 - 416 с.

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

77. Мещанов В.П., Фельдштейн А.Л. Автоматизированное проектирование направленных ответвителей СВЧ. — М.: Связь, 1980. — 144 с.

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

79. Минкин М.А., Трофимов А.П. Реализация коммутируемых согласующих устройств ДКМВ диапазона на основе полузвеньев и звеньев лестничных фильтров // Вестник СОНИИР. 2007. - № 4 (18). - С. 84 - 88.

80. Минкин М.А., Юдин В.В. Расчет параметров фидерных устройств на основе линий с Т-волнами с использованием методов электростатического анализа: Учебное пособие для ВУЗов. — М.: Радио и связь, 2005. 136 с.

81. Миниатюрные устройства УВЧ и СВЧ диапазона на отрезках линий / Э.В. Зелях, А.Л. Фельдштейн, Л.Р. Явич, B.C. Бриллон. М.: Радио и связь, 1989.-112 с.

82. Миролюбов H.H., Костенко М.В., Левинштейн М.Л., Тиходеев H.H. Методы расчета электростатических полей. — М.: Высшая школа, 1963. — 415 с.

83. Мэзон С., Циммерман Г. Электрические цепи, сигналы и системы / Пер. с англ.: Под ред. П.А. Ионкина. М.: Изд-во ин. лит-ры, 1963. - 620 с.

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

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

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

87. Основы теории цепей / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, A.B. Нетушил и др. 4-е изд. -М.: Энергия, 1975. 750 с.

88. Патент №> 2248075 Россия, МПК7 Н 01 Q 7/00. Рамочная антенна / Вузов A.JL, Елехин A.B., Казанский JI.C. — 10.03.05, Бюл. № 7.

89. Патент № 1646012 AI СССР, МКИ5 Н 01 Р 5/10. Согласующее устройство / JI.C. Казанский (СССР). — 3 е.: ил.

90. Печенкин А.Ю., Ушаков П.А. Автоматизация преобразования рисунка топологии ЯС-элементов с распределенными параметрами // Современные проблемы радиоэлектроники.' — 2006. — Вып. 1. — С. 267 — 269.

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

92. Полевой- В.В., Чавка Г.Г. Расчет широкополосных согласующих, селективных и трансформирующих устройств. JL: ЛЭТИ, 1977. — 83 с.

93. Полосковые платы и узлы. Проектирование и изготовление. / Ред. Е.П.Котова и В.Д.Каплуна. -М.: Сов. радио, 1979. 248 с.

94. Радциг Ю.Ю., Сочилин A.B., Эминов С.И. Исследование методом моментов интегральных уравнений вибратора с точными и приближенными ядрами // Радиотехника. — 1995. — №3. С. 55 - 57.

95. Расчет электрической емкости / Ю.Я. Иоссель, Э.С. Кочанов, М.Г. Струнский. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1981.-288 с.

96. Расчет электрических цепей и электромагнитных полей на ЭВМ / М.Г. Александрова, А.Н. Белянин, В. Брюкнер и др.: Под ред. Л.В. Данилова и Е.С. Филиппова. -М.: Радио и связь, 1983. — 344 с.

97. Романов В.П. Машинный анализ сложных СВЧ устройств // Сб. Исследования по радиотехнике. Вып.8. — Новосибирск: Изд.-во НЭТИ, 1975.— С.92-95.

98. Сазонов Д.М., Гридин А.Н. Техника СВЧ. М.: Изд.-во МЭИ, 1970.314 с.

99. Сиразетдинов Т.К. Оптимизация систем с распределенными параметрами. -М.: Наука, 1970. 664 с.

100. Справочник по элементам полосковой техники. / Под ред. А.Л. Фельдштейна. — М.: Связь, 1979. — 336 с.

101. Тетельбаум И.М. Электрическое моделирование. М.: Физматгиз, 1959.-319 с.

102. Трофимов А.П. Построение алгоритмов автоматической настройки антенных согласующих устройств ДКМВ диапазона с учетом взаимного влияния элементов их эквивалентных схем // Вестник СОНИИР. 2008. - № 3 (21). -С. 90-93.

103. Фельдштейн A.JL, Явич JI.P. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1971. — 388 с. \s

104. Фельдштейн A.JL, Явич JI.P., Смирнов В.П. Справочник по элементам волноводной техники. — М.: Советское радио, 1967. — 651 с.

105. Финкелыптейн JI.A., Гиршман Г.Х. Антенные контуры широкодиаkпазонных коротковолновых передатчиков. — М.: Госэнергоиздат, 1960. — 263 с.

106. Фрадин А.З., Рыжков Е.В. Измерение параметров антенно-фидерныхtустройств. М.: Связьиздат, 1962. - 316 с.

107. Франк Ф., Мизес Р. Дифференциальные и интегральные уравнения математической физики. — Л. — М.: ОНТИ, 1937. — 998 с.

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

109. Ханзел Г.Е. Справочник по расчету фильтров: Перевод с английского; Под ред. А.Е. Знаменского. М.: Советское радио, 1974. - 287 с.

110. Хлопушин И.Ю. О разработке адаптивных антенных согласующих устройств распределенного типа // Распространение радиоволн. — 2005. — Т. 2. — С. 455-459.

111. Хлопушин И.Ю. Разработка адаптивных антенных согласующих устройств распределенного типа // Антенны. 2005. - № 3. - С. 20 — 22.

112. Хлопушин И.Ю., Сушков О.Г. О применении широкополосных согласующих устройств для антенн ДКМВ-диапазона // Антенны!'— 2003. № 12.

113. Хьюлсман Л.П., Аллен Ф.Е. Введение в теорию и расчет активных фильтров: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1984. — 382 с.

114. Цейтлин Л.А. Индуктивности проводов и контуров.':- Л.: Госэнергоиздат, 1950. 227 с.

115. Шапиро Д.Н. Основы теории электромагнитного экранирования. —I1. Л.: Энергия, 1975.-109 с.

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

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

118. Aksen A., Yarman B.S. A real frequency approach to describe lossless two-ports formed with mixed lumped and distributed elements // AEU: Int. J. Electron. and Commun. 2001. — V. 55.-№6.-P. 389-396.

119. Altshuler E.E. A method for matching an antenna having a small radiation resistance to a 50-ohm coaxial line // IEEE Trans, on Ant. and Prop. 2005. — V. 53. -№ 9.-P. 3086-3089.

120. Bahl I.J. Coupling effects between lumped elements // IEEE Microwave Mag.-2001.-V. 2. № 3. - P. 73 -80.

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

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

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

124. Patent 4095198 USA, Int. C1.2 H03H 7/38. Impedance-Matching Network /T.J. Kirby. June 13, 1978.

125. Pocklington H.C. Electrical oscillations in wire // Camb. Phil. Soc. Proc. 1987. - № 9. - P. 324 - 332.

126. Richmond J.H. Computer analysis of three-dimensional wire antennas. — Techn. Rept. № 2708-4. - Ohio, Columbus, Ohio State University: Electro-Science Lab., 1969. - 146 p.

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

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

129. Бражников B.A., Носов H.A. Конструкции многодиапазонных антенн УКВ диапазона // Вестник СОНИИР. 2005. - №1 (7). - С. 17 - 19.

130. Бражников В.А. О границах применимости приближения стационарного поля // Вестник СОНИИР. 2007. - № 2 (16). - С. 54 - 57.

131. Бражников В.А. Реализация полусосредоточенных элементов в продольных ветвях лестничных цепей перестраиваемых согласующих устройств // Вестник СОНИИР. 2007. - № 4" (18). - С. 30 - 33.

132. Бражников В.А. Учет квазираспределенного характера индуктивных элементов при проектировании коммутируемых антенных согласующих устройств диапазона ДКМВ // Радиотехника (журнал в журнале). — 2008. — № 3. — С. 71-74.

133. Бражников В.А. Исследования резонансных свойств катушек индуктивности мощных фидерных устройств ДКМВ диапазона // Вестник СОНИИР. 2008. - № 3 (21). - С. 33 - 36.

134. Бражников В.А., Бузова М.А., Трофимов А.П. Расчетно-экспериментальная методика оценивания взаимного влияния по электромагнитному полю элементов согласующих устройств в составе передающих ДКМВ антенн // Вестник СОНИИР. 2008. - № 4 (22). - С. 28 - 31.

135. Бражников В.А., Трофимов А.П. Особенности учета квазираспреде-ленного характера индуктивных и емкостных элементов при их включении по мостовой схеме // Вестник СОНИИР. 2009. - № 1 (23). - С. 32 - 36.

136. Бражников В.А., Бузов А.Л. Моделирование мощных индуктивныхэлементов эквивалентных схем на основе связанных линий // Вестник СОНИ/

137. ИР. 2009. - № 2 (24). - С. 11 - 16.

138. Бражников В.А. Моделирование квазираспределенных индуктивных и емкостных элементов передающих антенно-фидерных трактов ДКМВ диапазона на основе эквивалентных схем // Антенны. — 2010. № 4 (155). - С. 31 — 37.

139. Бражников В.А., Юдин В.В. Учет квазираспределенного характера фиксированных и плавно перестраиваемых индуктивных и емкостных элементов при их включении по схеме П- или Т-контура // Труды НИИР. 2011. — № 1.-С. 69-73.