Машинно-ориентированный синтез полосовых фильтров СВЧ Текст научной статьи по специальности «Физика»

закономерности распределения плотности поглощаемой мощности в объеме биосреды, что имеет большое знанение при определении максимальных доз облучения, отработке методов СВЧ-гипертермии, способов наиболее эффективного ввода СВЧ-энергии в биосреду.

Проведено также исследование поляризационных свойств зондирующих колебаний, прошедших сквозь биологическую ткань с ярко выраженной анизотропией диэлектрических свойств. Характерный признак такой среды — структурированность, обусловленная наличием большого количества тонких волокон с повышенной электропроводностью, которые образуют более или менее регулярную систему (мышцы, легкие и т. д.). Появление новообразований (отеков, опухолей) приводит к нарушению регулярности, что проявляется в изменении поляризационных характеристик прошедшей ЭМВ. Исследование свойств структурированной ткани выполнено на основе приближенного решения электродинамических задач для моделей в виде сеток из резистивных нитей. Сетка представляла собой либо периодическую структуру из ромбовидных элементов, либо объемную решетку из параллельных резистивных нитей, погруженную в диэлектрический слой с характерными для биологической среды параметрами; механизмы дифракции волн на структуре учитывались введением в объеме волокон продольных токов поляризации. По результатам численных исследова'ний сделан анализ полноты диагностической информации, содержащейся в различных параметрах прошедшей и отраженной от структуры ЭМВ.

УДК 621.372.54

В. М. Агафонов, В. Э. Санников

МАШИННО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ СИНТЕЗ ПОЛОСОВЫХ

ФИЛЬТРОВ СВЧ

Синтез фильтров СВЧ, описываемых электродинамическими моделями, основывается на итерационном процессе расчета электрических характеристик при варьируемых значениях искомых параметров. Эту процедуру желательно организовать так, чтобы решать требующую большого объема вычислений задачу анализа как можно меньшее число раз, при этом максимально упростив ее.

В. М. Агафонов предложил метод синтеза, в котором требования ставятся не к АЧХ полосового фильтра, а к электрическим характеристикам его функциональных элементов (ФЭ) резонаторов, связей между ними и трансформаторов, в результате задача синтеза фильтра сводится к задаче синтеза отдельных ФЭ. При этом необходимо анализировать не весь фильтр в целом, а его относительно небольшие фрагменты. Кроме того, итерационный процесс быстро сходится из-за слабого влияния параметров одного ФЭ на характеристики другого. Однако и в этом случае объем вычислений велик для реализации на недорогих ПЭВМ, причем основные затраты машинного времени связаны с многократным решением задачи анализа фрагмента фильтра.

Повысить эффективность вычислительного алгоритма можно, разделив во времени решение задач анализа и синтеза. Сначала фрагменты фильтра анализируются при варьируемых с небольшим шагом значениях искомых параметров, и результаты записываются на диск в виде таблиц. При синтезе

Секция прикладной электродинамики

характеристики ФЭ определяются путем интерполяции этих данных. Таким образом,, анализ производится только один раз, а его результаты многократно используются для синтеза разных фильтров.

Такая двухэтапная процедура реализована для PC/AT в виде пакета программ проектирования микрополосковых фильтров «Каскад». Предварительный анализ фрагментов для заданного поперечного сечения МПЛ требует 60 минут времени на АТ-286/287 при точности расчета 1,5%. Таблицы характеристик ФЭ занимают на диске 30 Кбайт. Собственно синтез 8-резо-наторного фильтра требует всего 1,5 минуты.

УДК 621.396.677.494

С. Н. Сорокин, П. К. Васильяди СИНТЕЗ ДЕПОЛЯРИЗАТОРА С ДЕФОРМИРОВАННОЙ ДР

Одним из методов решения задач уменьшения радиолокационной заметности летательных аппаратов является управление их характеристиками рассеяния. Оно заключается в уменьшении уровня поля, рассеянного в нежелательных угловых секторах. Другим методом уменьшения радиолокационной заметности летательных аппаратов может быть поворот плоскости поляризации рассеянного поля. В данном докладе рассмотрена задача синтеза распределения компонентов тензора поверхностного импеданса, обеспечивающих рефлектору работу в режиме поворота плоскости поляризации на 90° при одновременном изменении направления максимума ДР. В рассматриваемой работе синтезируемый тензор импеданса обеспечивает поворот максимума рассеянного поля на направление, составляющее 90° с направлением прихода возбуждающего поля. Компоненты тензора поверхностного импеданса реализованы частой решеткой наклонных, взаимно перпендикулярных реактивных канавок. Поставленная задача решена в приближении метода физической оптики. Получены условия, позволяющие рассчитать распределение компонентов тензора импеданса и ориентацию канавок по поверхности рефлектора. Оказалось, что распределение компонентов тензора импеданса и угол, задающий ориентацию канавок на поверхности рефлектора, связаны системой трансцендентных уравнений, поэтому получить инженерные формулы для расчета распределения компонентов тензора импеданса не представилось возможным. Полученная система решалась численными методами. Результаты расчетов импедансного распределения показали, что оно носит быстропеременный характер, а угол ориентации канавок меняет свое значение при перемещении по поверхности рефлектора. Тем не менее, это изменение происходит в достаточно узких пределах и его среднее значение составляет 45°. Расчеты показали, что бистатическая ДР рефлектора имеет два максимума: один — вблизи направления, заданного по условиям синтеза, а второй — вблизи направления обратного рассеяния. Величина побочного максимума определяется размерами рефлектора и утлом при его вершине. Отметим, что в направлении обратного рассеяния наблюдается минимум рассеянного поля. Анализ влияния, формы рефлектора на его бистатич'ескую ДР показал, что изменение угла при вершине конического рефлектора незначительнб влияет на положение главного лепестка ДР.