ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНИЙ АЛГОРИТМ РОЗРАХУНКУ АНТЕННОЇ РЕШІТКИ НА ОСНОВІ ІНТЕГРАЛЬНОГО ПРЕДСТАВЛЕННЯ ДЛЯ ПОЛЯ СПІЛЬНОЇ ОБЛАСТІ
DOI:
https://doi.org/10.32782/IT/2023-3-5Ключові слова:
метод інтегрального рівняння, прониклива область, спільна область, коефіцієнт відбиття, чисельна збіжність.Анотація
Статтю присвячено дослідженню нового підходу в методі інтегрального рівняння. Розв’язок електродинамічної задачі проводиться на основі умовного виділення спільної області у всій області визначення електромагнітного поля. В наших попередніх публікаціях пропонувався метод інтегрального рівняння на основі виділення проникливої області для розв’язку задачі дифракції електромагнітної хвилі на періодичній структурі. Показана правомірність застосування запропонованого підходу і його еквівалентність із раніш запропонованим підходом. В даній статті проведено розрахунок нескінченої антенної решітки, що сканує в Н-площині. Досліджена чисельна збіжність запропонованого підходу для коефіцієнтів відбиття R10 при збільшенні поряду усічення системи лінійних алгебраїчних рівнянь. Отримано, що модуль коефіцієнта відбиття співпадає із точним рішенням при M = 1 і в подальшому не змінюється з ростом M. В той час як фаза коефіцієнта відбиття змінюється з ростом M і при M˃11 різниця між величиною фази точного рішення та обчислювальної величини складає менше 1%. Тобто, для випадку сканування в Н-площині для всіх кутів сканування отримана гарна збіжність рішення задачі. Мета роботи – показати, що для певного класу задач прикладної електродинаміки можна застосовувати метод інтегрального рівняння на основі виділення спільної області. Методологія полягає в умовному виділенні спільної області у всій області визначення електромагнітного поля і застосуванні метода інтегрального рівняння. Наукова новизна полягає в тому, що ми показали коректність застосування нового підходу на основі виділення поля спільної області для розрахунків періодичних структур в Н-площині. Висновки можна сформулювати таким чином. Показано, що для розрахунку антенної решітки в Н-площині можна використовувати два підходи: перший на основі виділення інтегрального представлення для повного поля проникливої області, другий на основі виділення інтегрального представлення для повного поля спільної області.
Посилання
Li X., Lei L., Chen Y., Jiang M., Hu J. A domain decomposition method based on volume-surface integral equation for complex dielectric/metallic composite objects. Proceeding of the IEEE 12th International symposium on antennas, propagation and EM theory (ISAPE). 2018. P. 1-3. doi: 10.1109/ISAPE.2018.8634188
Li H., Zhang H.-X., Zhou L., Yin W.-Y., Huang Z., Liao Y. Discontinuous Galerkin time domain electric field integral equation method for solving non-conformal structures Proceeding of the IEEE International symposium on antennas and propagation & USNC/URSI National radio science meeting. 2018. P.2445-2446. doi: 10.1109/APUSNCURSINRSM.2018.8609060
Morozov V.M., Magro V.I. Application of the method of integral equation for calculating a step-transition in a coaxial waveguide. Journal of Physics and Electronics. 2020. – Vol. 28, No. 1. P.69-76. doi: 10.15421/332012
Morozov V.M., Magro V.I. Calculation of a non-reflective connection in a coaxial line. Journal of Physics and Electronics. 2021. Vol. 29, No. 1. P.99-104. doi: 10.15421/332016
Zheng J., Yu M. Rigorous mode matching method for circular to off-centre-rectangular sidecoupled waveguide junctions. Proceeding of the 2007 IEEE/MTT-S International Microwave Symposium. 2007. P. 1923-1926. doi: 10.1109/MWSYM.2007.380186
Gnilenko A.B., Magro V.I. Method of overlapping regions for solving electromagnetic problems. Proceeding of XXIInd International seminar/workshop on direct and inverse problems of electromagnetic and acoustic wave theory. 2017. P.36-41. doi: 10.1109/DIPED.2017.8100554
Sun C., Zhao J., Huang W. New insight into complex mode matching method for modeling and simulation of surface-emitting grating couplers. Journal of Lightwave Technology. 2019. Vol.37, No. 3. P 838-844. doi: 10.1109/JLT.2018.2881746
Bie M., Peng M., Jiang Z. H. A mode matching method for efficient evaluation of short backfire antennas loaded with anisotropic impedance surfaces. Proceeding of the IEEE International applied computational electromagnetics society symposium. 2021. P. 1-2. doi 10.23919/ACES-China52398.2021.9581828
Magro V.I., Morozov V.M. Study of a finite linear waveguide antenna array with dielectric plugs. Journal of Physics and Electronics. 2022. Vol. 30, No. 2. P.75-80. doi: 10.15421/332223
Морозов В.М., Магро В.И. Метод интегрального уравнения на основе выделения пронизывающей области. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка. 2000. № 1. С. 28-33. doi: 10.20535/s0021347000010039
Amitay N., Galindo V., Wu C. Theory and analysis of phased array antennas. New York: Wiley-Interscience, 1972. 462 p.
