УДК 537.86

Расчет эффективности зеркальных антенн и лучеводов с учетом неидеальностей поверхностей зеркал и кожуха лучевода с применением векторов Римана-Зильберштейна

 

И. В. Белькович

АО «Особое конструкторское бюро Московского энергетического института»,

111250, Москва, ул. Красноказарменная, д.14

 

Статья поступила в редакцию 10 сентября 2019 г., после доработки – 18 ноября 2019 г.

 

Аннотация. В работе представлены результаты решения задач векторного расчета электромагнитных полей и оценки эффективности электрически больших зеркальных антенн и лучеводов с применением векторов Римана-Зильберштейна. Актуальность задачи вызвана необходимостью создания больших антенн дальней космической связи с лучеводными трактами, электромагнитный расчет которых традиционно вызывает сложности и требует наличия мощных ЭВМ для получения достаточно точного решения. Проведены исследования влияния кожуха и неидеальностей зеркал лучевода и зеркальной антенны на их эффективность, что позволяет повысить точность расчетов и определить требования к зеркалам и кожухам для минимизации искажений. Показано, что для задач анализа системы рассеивающих структур достаточно учитывать лишь один вектор Римана-Зильберштейна для получения полного поля. Теоретические результаты расчета характеристик двухзеркальной антенны подтверждаются экспериментом.

Ключевые слова: антенны, апертурные антенны, векторы Римана-Зильберштейна, вычислительная электродинамика, излучение волн, лучевод, сферические гармоники, электромагнитное поле.

Abstract. At present, large antennas of deep space deep space communication with beam-waveguides are being designed and developed in response to the surge of interest in deep space exploration. Electromagnetic analysis of such structures traditionally causes difficulties and requires powerful computers to obtain an accurate solution. The results of vector EM field calculation and efficiency evaluation of electrically large reflector antennas and beam-waveguides (BWG) using the Riemann-Silberstein (RS) vectors are presented in this paper. Electromagnetic field propagation and radiation are analyzed considering distorted mirrors and BWG metal enclosure. This allows to obtain a more accurate solution for such systems and determine requirements for mirrors and enclosures in order to minimize distortions. It is shown that for a system of scattering structures it is enough to take into account only one RS vector to obtain a full field. Theoretical characteristics of the dual-reflector Cassegrain antenna are compared to the simulated and experimental results.

Key words: antennas, aperture antennas, beam-waveguide, computational electromagnetics, electromagnetic fields, electromagnetic radiation, Riemann-Silberstein vectors, spherical harmonics, spherical wave expansion.

 

Для цитирования:

Белькович И.В. Расчет эффективности зеркальных антенн и лучеводов с учетом неидеальностей поверхностей зеркал и кожуха лучевода с применением векторов Римана-Зильберштейна. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 11. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/nov19/14/text.pdf. DOI 10.30898/1684-1719.2019.11.14