Архив статей журнала
Представлена конструкция излучателя Вивальди кардиоидной формы с прямоугольными импедансными вставками по краям его металлизации. Исследовано влияние импедансных вставок от их расположения и параметров на характеристики излучателя. Приведены частотные характеристики коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН), коэффициента усиления (КУ), коэффициента полезного действия (КПД) и уровня кроссовой поляризации излучателя без импедансных вставок и с ними. Разработанный излучатель является электрически компактным (электрическая высота на верхней рабочей частоте равна 0,740 λ, а на нижней - 0,127 λ) и сверхширокополосным (СШП) с коэффициентом перекрытия (КП) 5,809:1 в рабочей полосе частот 127,3-739,5 МГц. Ширина импедансных вставок изменялась от 5,0 мм до 25,5 мм. При этом, увеличение ширины приводит к небольшому расширению рабочей полосы частот и увеличению КП. А вот КУ практически не изменяется, так как излучатель является слабонаправленным и его КУ зависит в основном от размера апертуры. Численные значения КПД и уровня кроссовой поляризации при увеличении ширины вставок также практически не изменяются. Оптимальное значение ширины импедансных вставок равно 25,5 мм. Высота импедансных вставок отсчитывалась от верхней части излучателя. Рассмотрено влияние импедансных вставок высотой 60, 100, 140, 145 и 160 мм. Определено, что с увеличением их высоты ширина рабочей полосы увеличивается, однако средний уровень КСВН в полосе частот 180-280 МГц плавно растет. КУ, КПД и уровень кроссовой поляризации при увеличении высоты вставок также практически не изменяются. Оптимальное значение высоты импедансных вставок равно 25,5 мм. Таким образом, введение импедансных вставок позволяет добиться расширения рабочей полосы частот излучателя.
Целью исследования является оценка эффективности применения нелинейной метаповерхности на объекте клиновидной формы для управления отраженным от него электромагнитным полем. В исследовании нелинейная метаповерхность представляет собой двумерный упорядоченный массив, элементы которого, взаимодействуя с электромагнитным полем падающей волны, способны управлять амплитудой и фазой прошедшей и отраженной волн, позволяя таким образом управлять волновым фронтом. Задачей исследования является поиск и проверка метода анализа клиновидных структур с нелинейными нагрузками различной конфигурации. При решении задачи исследования, рассматривается модель задней кромки крыла летательного аппарата с продольными нелинейными нагрузками на обеих гранях. Исследуемые нелинейные элементы моделируются сосредоточенными нагрузками в зонах на поверхности задней кромки крыла летательного аппарата. Подбором параметров сосредоточенных нагрузок задается вид их нелинейности. Описывается метод численного анализа модели, основанный на решении задачи рассеяния и задачи излучения электромагнитного поля. Представлена пошаговая последовательность действий от создания объемной модели задней кромки крыла летательного аппарата, до задания параметров расчета и получения результатов. Приведены результаты моделирования задней кромки крыла летательного аппарата с различным числом нелинейных нагрузок, различным положением нагрузок относительно друг друга и от кромки, различными параметрами сосредоточенных нагрузок. Полученные результаты электродинамического моделирования позволяют сделать выводы относительно параметров нагрузок, их количества и расположения. Были исследованы различные комбинации нагрузок, а именно две, три и четыре нелинейных нагрузки на каждой грани. Результаты для идеально проводящего клина с двумя нагрузками, показали низкую эффективность в части возможности увеличения уровней кратных гармоник относительно уровня основной в рассеянном от структуры электромагнитном поле. Анализ клина c тремя нагрузками, показал возможность увеличения уровней кратных гармоник на 13 дБ в секторе углов ±5°. Стабильное, в широкой полосе частот, увеличение уровня кратных гармоник на 13-23 дБ в секторе углов ±80° достигается при размещении на задней кромке крыла летательного аппарата четырех нагрузок.