Электродинамический анализ щелевых антенн на сложных волноводных структурах

Целью диссертационной работы является электродинамическое исследование новых линейных и плоских щелевых антенных решеток на сложных волноводных структурах для улучшения их электрических характеристик. Разработана численно-аналитическая методика расчета электрических параметров щелевой антенной решетки, на основе спектральных интегральных уравнений, использующих LM- и LE-волны в прямоугольном волноводе со слоистым диэлектрическим заполнением. Для численной реализации метода создано и зарегистрировано специальное программное обеспечение для эффективного расчета параметров щелевых антенных решеток с двуслойным диэлектрическим заполнением полости прямоугольного волновода. Получены результаты анализа влияния параметров П-волновода на характеристики щелевых антенн, позволяющие создать линейные антенные решетки с расширенным сектором электронного сканирования и настройкой максимального коэффициента усиления на заданную частоту. Проведена оценка параметров П-волновода, основанная на выборе размеров гребня, обеспечивающих заданный критический режим, которая позволила построить линейные щелевые антенные решетки с максимальным значением коэффициента усиления порядка 19 дБ при ширине рабочей полосы частот 1,5 – 1,65 ГГц. С применением нового алгоритма получены модификации щелевых антенн на основе П-волновода с диэлектрическим заполнением, которые характеризуются смещенным вниз по частоте на 5-6 ГГц рабочим диапазоном, достигнутым без увеличения размеров поперечного сечения волновода. Получены результаты расчетов электрических характеристик электродинамических моделей щелевых антенн на сложных волноводных структурах, которые можно использовать в качестве начального приближения при синтезе плоских волноводно-щелевых ФАР с расширенным сектором электронного сканирования в Е-плоскости. В частности, плоская антенная решетка на П-волноводах с диэлектриком позволила осуществить фазовое сканирование в секторе 90 градусов при низком уровне побочного максимума.