Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2014, № 12 · RADIO WAVE PROPAGATION

Расчет энергетических характеристик фазированной антенной решетки над нерегулярной земной поверхностью методом параболического уравнения (трехмерная модель)

M.S. Mikhailov1, V.A. Permiakov1, D.M. Sazonov1

1 Национальный исследовательский университет «МЭИ», Russia
Full text UDC 621.371.33; 621.396.677.3 EDN TNVMEF

Abstract

A method of calculating the energy characteristics of an phased array antenna above the irregular earth surface by the parabolic equation method is presented. The phased array antenna is a periodic system of unidirectional radiating elements with centers lying in one plane. The radiation pattern of the radiating element embedded into the phased array is assumed to be known and is weakly directional. The model of the earth surface is a half-space with profile varying in two directions. The proposed technique can be applied to calculation of the sanitary-protective zone and the restriction zone of the phased array.

  • phased array antenna
  • energetic characteristics
  • irregular earth surface
  • two-dimensional parabolic equation
Аннотация (на русском)

Расчет энергетических характеристик фазированной антенной решетки над нерегулярной земной поверхностью методом параболического уравнения (трехмерная модель)

Изложена методика расчета энергетических характеристик фазированной антенной решетки (ФАР) над нерегулярной земной поверхностью методом параболического уравнения. ФАР представляет собой периодическую систему однонаправленных излучателей, центры которых лежат в одной плоскости. Диаграмма направленности излучателя в составе ФАР считается известной. Модель земной поверхности - полупространство с переменным в двух направлениях профилем. Предлагаемая методика может быть применена к расчету санитарно-защитной зоны и зоны ограничения застройки в промежуточной и дальней зонах ФАР.

For citation

Mikhailov M.S., Permiakov V.A., Sazonov D.M. Расчет энергетических характеристик фазированной антенной решетки над нерегулярной земной поверхностью методом параболического уравнения (трехмерная модель) // Journal of Radio Electronics. – 2014. – No. 12.

References

  1. Государственное санитарно-эпидемиологическое нормирование Российской Федерации. Государственные санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. 2.1.8. Физические факторы окружающих природных сред. 2.2.4. Физические факторы производственной среды. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.8./ 2.2.4.1383-03 (с изменениями от 19 декабря 2007 г.).
  2. Методические указания МУК 4.3.043-96. Определение плотности потока мощности электромагнитного поля в местах размещения радиосредств, работающих в диапазоне частот 700 МГц - 30 ГГц. Госсанэпиднадзор, 1996 г.
  3. Методические указания МУК 4.3.1677-03. Определение уровней электромагнитного поля, создаваемого излучающими техническими средствами телевидения, ЧМ радиовещания и базовых станций сухопутной подвижной радиосвязи. Минздрав России, 2003 г.
  4. Пермяков В. А., Михайлов М. С. Расчет энергетических характеристик активной фазированной антенной решетки над плоской земной поверхностью. / Радиотехника, 2013, №10, с. 83-88.
  5. Пермяков В. А., Михайлов М. С. Расчет энергетических характеристик активной фазированной антенной решетки над нерегулярной земной поверхностью методом параболического уравнения. // Доклады I Всероссийской микроволновой конференции, 27-29 ноября 2013 г., Москва, с.289-293.
  6. Леонтович М. А. Об одном методе решения задач о распространении электромагнитных волн вдоль поверхности земли. / Известия АН ССР, сер. физ., 1944, т.8, № 1, с. 16.
  7. Леонтович М. А., Фок В. А. Решение задачи о распространении электромагнитных волн вдоль поверхности земли по методу параболического уравнения. // ЖЭТФ, 1946, т. 16, вып.7, с. 557-573.
  8. M. Levy. Parabolic equation methods for electromagnetic waves propagation. London, UK, IEE, 2000.
  9. Фейнберг Е. Л. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. -М.: АН СССР, 1961.
  10. Амитей Н., Галиндо В., Ву Ч. Теория и анализ фазированных антенных решеток. -М.: МИР,1974, -455 с.
  11. Бодров В. В., Марков Г. Т. Возбуждение периодических антенных решеток. //Сб. научно - методических статей по прикладной электродинамике. М.: Высшая школа, вып.1, 1977, с. 129-162.
  12. Марков Г. Т., Сазонов Д. М. Антенны. Учебник для студентов радиотехнических специальностей вузов. Изд. 2-е. -М.: Энергия, 1975, 528 с.
  13. Пермяков В. А., Корюкин А. Н., Михайлов М. C., Сороковик Д. В. О формировании областей с малым значением электрического поля на конечном расстоянии от системы излучателей // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2013. №7. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jul13/ 3/text.pdf
  14. A. E. Barrios. Advanced Propagation Model (APM) Computer Software Configuration Item (CSCI) Documents./D. R. Sailors, A. E. Barrios, W. L. Patterson, H. V. Hitney // Technical document 3033, August 1998.
  15. CARPET (Computer-Aided Radar Performance Evaluation Tool). [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www/URL: http://www.tno.nl/downloads/carpet.pdf
  16. D.J. Thomson, N.R. Chapman. A wide-angle split-step algorithm for the parabolic equation. // J. Acoust. Soc. Amer. 2000, vol.74, pp. 1848-1854.
  17. Gokhan Apaydin, Levent Sevgi. A Novel Split-Step Package for Surface-Wave Propagation Prediction along Multiple Mixed Irregular-Terrain Parts. // IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 52, No. 4, Aug. 2010, pp. 90-96.
  18. Ахияров В. В. Метод параболического уравнения в теории дифракции. // Успехи современной радиоэлектроники, 2010, №9, с.72-80.
  19. Ахияров В. В. Вычисление множителя ослабления над земной поверхностью методом параболического уравнения. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2012. № 1. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jan12/16/text.pdf.
  20. Ахияров В. В. Результаты решения скалярных задач излучения и дифракции методом параболического уравнения. // Электромагнитные волны и электронные системы. 2014. Т. 19. № 2. С. 12-18
  21. Gokhan Apaydin, Levent Sevgi. Ground wave propagation at short Ranges and Accurate Source Modelling. // IEEE AP Magazine, vol. 55, No. 3, June 2013, pp.244-262.
  22. Сазонов Д. М. Теория антенных решеток произвольной геометрии. Дисс. на соискание ученой степени д.т.н., -М.: МЭИ, 1970 г.
  23. Сазонов Д. М. Матричная теория антенных решеток. - Таганрог, изд. ЮФУ, 2013, 96 с.