CC BY
33
Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering. 2003. V. 13. P.136 - 147.
4. Beine С. Einsatz künstlicher neuronaler Netze bei der Analyse und Synthese planarer
Patchantennen für den Mobilfirak. Inst.f. HF-Technik. Diplomarbeit, Ruhr-Universitaet Bochum, 1999.
5. Guney К., Sarikaya N.A Hybrid Method Based on Combining Artificial Neural Net-
work and Fuzzy Inference System for Simultaneous Computation of Resonant Frequencies of Rectangular, Circular, and Triangular Microstrip Antennas // IEEE Transactions on Antennas and Propagation - 2007 - Vol. 55 - P. 659-668.
6. Yildiz C., Turkmen M. Veiy accurate and simple CAD models based on neural networks for coplanar waveguide synthesis // International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering.- 2005.- Vol. 15.- P. 218-224.
7. Burrascano P., Fiori S., Mongiardo M. A review of artificial neural networks applications in microwave computer-aided design // International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering - 1999-Vol. 9- P. 158-174.
8. Kim Y., Keely S.. Ghosh J., Ling H. Application of artificial neural networks to broad-
band antenna design based on a parametric frequency model // IEEE Transactions on Antennas and Propagation.- 2007.- Vol. 55.- P. 669-674.
9. Fedi G.,Manetti S., ets. FEM-trained artificial neural networks for the analysis and design of
cylindrical posts in a rectangular waveguide/ZElectromagnetics. 2002J№4. P.323-330.
10. Haykin S. Neural Networks: A Comprehensive Foundation. - Prentice Hall PTR Upper Saddle River. - New York, 1994.
11. Baum E., Haussler D. What size net gives valid generalization? // Neural Computation. - 1990. -№1. - P. 151- 160.
12. Williams R. Inverting a connectionist network mapping by backpropagation of error// Proc.8th Annu.Conf.Cognitive Sc. Soc., Hillsdale, NJ:Lawrence Erlbaum, 1986, P.859-865
13. Linden A., Kindermann J. Inversion of multilayer nets // Proc. Int. Joint Conf. Neural Networks, Washington, DC, 1989, P. 425-430.
14. Rahmat-Samii Y., Michielssen E. Electromagnetic optimization by genetic algorithms. - J. Wiley. - New York, 1999.
15. Vasylenko D. O., Dubrovka F. F., Edenhofer P. Contour optimization of a planar broadband dipole using genetic algorithms 11 Int. Conf. on Antenna Theory and Tech-
Ключов1 слова:антени, НВЧ пристро!, метода розрахунку антен та НВЧ пристршв
Дубровка Ф.Ф., Василенко Д.А. Нейронно-генетический метод синтеза антенн и устройств СВЧ Предложен синтез антенн и устройств СВЧ, в котором моделирование объекта осущест-! вляется с помощью искусственных нейронных сетей, а собственно синтез осуществляется инверсия искусственной нейронной сети с помощью генетического алгоритма. Dubrovka F.F., Vasylenko D.O. Neural-genetic method for synthesis of antennas and microwave devices , A neural-genetic concept is proposed for synthesis of antennas and microwave devices. A device to be optimized is modeled by artificial neural networks and synthesis is made by genetic algorithm based inversion of the artificial neural networks.
УДК 621.372
МОДЕЛЮВАННЯ ПОЛЯ АНТЕНН 01 РЕЗЖГКИ НА ЦИЛШДРИЧНИХ ДГЕЛЕКТРИЧНИХ РЕЗОНАТОРАХ
Трубт О.О., Тру баров 1.В.
Викладено загалъну методику аналтичного розрахунку поме систем дгелектричних резонаторгв. Розглянуто пласку решгтку з 5-ти дгелектричних резонаторгв, наведено теоретичш I експерименталътрезультаты моделювання и характеристик.
Вступ
Актуальшсть доапдження можливостей використання д!електричних резонатор!В (ДР) в антеннш тexнiцi зумовлена освоюванням все б!лыд ви-
66 Вкник Национального техничного ушверситету У крат и "КПГГ
СерЫ - Радютехшка, Радюапаратобудування.-2008.~№36
соких д1апазон1в частот, де властивостх метагав в^ддаляються вщ властиво-стей реального провщника, вносячи значш втрати, У цгй статт1 наведен! основи методики опису пол1в систем ДР (СДР) та результата дослщження пласкоГ репптки з п'яти ДР.
1. Методика аналогичного розрахунку поля систем ДР
В!домо [1], що поле СДР можна однозначно визначити, обчисливши ко-еф!щенти зв'язку м1ж собою, вщкритим простором та фэдером [2]. Вирази для коефнценпв зв'язку однотипних ДР наведет в [1]. Будемо вважати, що коефщенти зв'язку обчислеш i для певно!" системи N ДР складають матри-цю NxN, яку назвемо К. Дал! необхщно розв'язати задачу на власш коли-вання СДР, що розглядаеться. Нехай А - вектор власних чисел матриц! К, а В - матриця, стовпщ яко!" е власш вектори К, розмпцеш у порядку в1дповь дноси власним числам в А. Тод! елементи матриц! В - ампштуди власних коливань СДР. Розв'язавши задачу про власш коливання системи, необхщ-но дал! розв'язати задачу про розс!яння хвиль на систем!.
У [2] показано, що тукан! амплггуди власних коливань СДР можна знайти з визначених сп!вв!дношень. Приведемо íx для випадку, коли лише один резонатор (1-ий за нумерацию) зв'язаний Í3 хвилеводом, який е фще-ром для системи, що розглядаеться:
"•'sM^i'^'íMí-1-^
Bip якщо j Ф к, Ску = < kwave, якщо j = к aí = 1, О, якщо] = клгФ\,
де i, j ~ 1, N, - коефвдент зв'язку 1-ого резонатора з хвилеводом; f0 -частота коливань ochobho'í моди резонатора;/- частота; Q° = 1/tg 6 - доб-ротшсть резонатора (tg 5 - тангенс д!електричних втрат).
Дал!, нехай 71, К - поле s-ого парщального ДР у дальнш зош (для ци-лшдричних ! сферичних ДР воно знайдено в [2]). Тод! поле yciei системи будемо шукати у вигляд!:
Е = Е +1ЛО Н = +±At7c,
к=1 к-1
де As - ампл!туда вимушених коливань ¿--ого парц!ального ДР системи, яка
N
обчислюеться Í3 сп!вв!дношення: As ~^акВь .
к=1
Таким чином, ми послщовно розв'язали задач! про власн! коливання системи, задачу про розскння та знайшли амшнтуди вимушених коливань системи. Д!аграму спрямованост! можемо знайти под!бно до того, як описано в [3], Í3 виразу:
BicHiiK Национального техтчного утверситету Украти "КПГ' 67 СерЫ - Радютехтка, Радюапаратобудування,-2008.-№36
F{0, <р)~ f 09, cp) • 4 exp{z • £0 - (sin # • eos q> • x + sin ■ sin cp • ^ + eos 0 • z )},
5 = 1
де f{0,(p) - д1аграма спрямованост! резонатора у вщкритому npocTopi (наведено у [2]); ко - хвильове число у вшьному npocTopi; ys, zs - декарто-bí координата 5-ого резонатора еиетеми.
2. Досладження пласкоУ ренитки з п'яти ДР
Вивчалаеь плаека реннтка з цшпндричних ДР д!аметром 10,17 мм i ви-сотою 2,41 мм. Як фщер застосовувався прямокутний хвилевщ перер1зом 58x25 мм. Вид на систему зверху наведено на рис. 1.
ДР 1 заглиблений у розкрив хвиле-воду наполовину. Розкрив закритий ме-талевою пластиною, що мае прямокутний otbíp, у який i заглиблений ДР 1.
Таким чином, В1д закритого пластиною тордя хвилеводу будуть в!дбивати-ся хвшп ycix частот, окр1м резонансно!' частота СДР. Xвилi дано! частота будуть випромшюватись системою у
В1ДКрИТИЙ IIpOCTlp,
На рис. 2 представлен! теоретична i експериментальш частотш залежност1 коефвдента в1дбивання за потужшс-тю Кф В1д закороченого тордя хвилеводу заглибленим в екран ДР 1. Як видно, на резонаненш частот! системи потужшеть, яка подаеться, не в!дби-ваеться, а BHnpoMÍHK)€Tí^ решткою у вщкритий прост!р.
На рис. 3. представлена теоретична частотна залежшеть коефщхенту пропускания системи, що вивчаетъея.
Рис. 3.
Рис, 1. Система ДР
68 Bíchuk Национального техшчного ушверситету Украгни "КП1"
Серы - Радютехшка. Радюапаратобудування.-2008.~№36
Смута пропускания системы, вимь ряна з рис. 3 по piBHio -3 дБ, складае 60 МГц. На рис. 4 представлен! нормоваш д!аграми спрямованосги антени у р1зних площинах (в!сь z на рис. 1. спрямована на спостер1гача, кут 0 вщраховуеться вщ не!', кут <р - ввд Bici х). даш д!аграми спрямованост мають м1сце на резонансны частота fo. Як видно з рис. 4, максимум випромшювання мае м!сце на напрямах, перпендикулярних площиш репптки.
Рис. 4.
Висновки
Антенна ренитка з однотипних цилшдричних ДР е вузькосмуговою та малоспрямованою. Вщносна смута пропускания репптки склала 1,4% то незадовшьно. Причиною цього може бути та обставина, що репитка скла-даеться з однотипних ДР (яю розм!щеш на достатнш вхдсташ один вщ одного), а сам ДР - високодобротний елемент.
Для прибирания слабкох спрямованосп антени можна збшынувати кшь-KicTb ДР реиптки та ix конф!гуращю, а для виключення вузькосмуговоси можна зм1нювати конф1гурацпо репптки, а також включати до не!" ДР pi3-них геометричних po3MipiB i форм.
Лггература
1. Трубш 0,0,, Шмиглкж Г.С. Моделювання параметрш антенноз.' репптки на цилш-
дричних доелектричних резонаторах// Вкник Национального техшчного ушвер-
ситету Украши "КШ". Серш - Радютехшка. Радюапаратуробудування. - 2006.
№33. С. 101-108.
2. Ильченко М.Е., Трубин A.A.. Электродинамика диэлектрических резонаторов. -
Киев: Наукова думка, 2004. - 265 с.
3. Ерохин Г.А., Чернышев О.В5. Козырев Н.Д, Кочержевский В.Г, Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. - М,: Горячая линия - Телеком, 2004. - 491 с._
Ключов1 слова: д1електричний резонатор, антена, антенна ренитка
Трубин А. А., Трубаров И. В. Моделирование поля антенной решетки на цилиндрических диэлектрических резонаторах Изложена общая методика аналитического расчета полей систем диэлектрических резонаторов. Рассмотрена плоская решетка из 5-ти диэлектрических резонаторов, приведены теоретические и экспериментальные результаты моделирования ее характеристик. Trubin A. A., Trubarov I. V. The antenna lattice on cylindrical dielectric resonators field modeling The general principles of analytical computing of cylindrical dielectric resonators system field is stated. The 5 dielectric resonators' plane lattice is considered, the theoretical and experimental results of its characteristics' modeling are given.
Вкник Нацюнального техшчного ушверситету Украши "КП1" 69 СерЫ - Радютехнта. Радюапаратобудуванши~2008.-№36
