сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Преобразование электромагнитного поля с описанной вокруг антенны замкнутой поверхности на апертуру антенны
https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-1-48-55
Аннотация
Предложен прямой алгоритм восстановления электромагнитного поля на апертуре антенны. Предложенный алгоритм можно использовать для решения задач диагностики и пространственной фильтрации. В основе алгоритма лежит решение уравнений Максвелла через опережающие потенциалы электромагнитного поля. Показано, что сходящиеся электромагнитные волны, являющиеся решением уравнений Максвелла, эквивалентны расходящимся электромагнитным волнам при условии стационарности и линейности параметров среды. Прямой алгоритм формулируется в виде умножения матрицы оператора преобразования на известный вектор электромагнитного поля на замкнутой поверхности. При этом преобразование наружу (в дальнюю зону) или внутрь (на апертуру) поверхности описывается одним и тем же оператором и отличается только знаками входных величин. Прямой алгоритм в отличие от известных алгоритмов не требует сканирования электромагнитного поля на канонических поверхностях или решения большой системы интегральных уравнений. Это делает его оптимальным для использования в новых антенных измерительных комплексах ближней зоны на базе промышленных роботов, беспилотных летательных аппаратов и т. д. Верификация разработанного алгоритма по экспериментальным данным показала возможность восстановления нормированного распределения напряжённости электрического поля на апертуре антенн с погрешностью не более 2 дБ.
Об авторе
Н. В. Анютин
Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений
Россия
Россия
Николай Викторович Анютин
г. п. Менделеево, Московская обл.
Список литературы
1. Yaghjian A., IEEE Transactions on Antennas and Propagation, January 1986, vol. 34, no. 1, pp. 30–45. https://doi.org/10.1109/TAP.1986.1143727
2. Rahmat-Samii Y., Radio Science, 1984, vol. 19, no. 05, pp. 1205–1217. https://doi.org/10.1029/RS019i005p01205
3. Hess D. W., Inverse Methods in Electromagnetic Imaging. NATO ASI Series (Series C: Mathematical and Physical Sciences), 1985, vol. 143, pp. 1255–1266, Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-009-5271-3_33
4. Cappellin C., Frandsen A., Breinbjerg O., IEEE Antennas and Propagation Magazine, 2008, vol. 50, no. 5, pp. 204–213. https://doi.org/10.1109/MAP.2008.4674761
5. Кирпанев А. В., Назаров В. С. Диагностика плоских антенных решеток по сверхширокополосным измерениям цилиндрическим сканером // Метрологическое обеспечение инновационных технологий: сборник тезисов конференции, Санкт-Петербург, 04 марта 2019 г. 2019. С. 112–115.
6. Eibert T. F., Kilic E., Lopez C., Mauermayer R. A. M., Neitz O., and Schnattinger G. T., Progress in Electromagnetics Research, 2015, vol. 151, pp. 127–150. https://doi.org/10.2528/PIER14121105
7. Las-Heras F., Pino M. R., Loredo S., Alvarez Y., and Sarkar T. K., IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Aug. 2006, vol. 54, no. 8, pp. 2198–2207. https://doi.org/10.1109/TAP.2006.879190
8. Alvarez Y., Las-Heras F., Pino M. R., IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2007, vol. 55, no. 12, pp. 3460– 3468. https://doi.org/10.1109/TAP.2007.910316
9. Eibert T. F., Schmidt C. H., IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2009, vol. 57, no. 4, pp. 1178–1185. https://doi.org/10.1109/TAP.2009.2015828
10. Varela F. R., Iragüen B. G., Sierra-Castaner M., IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2019, vol. 68, no. 1, pp. 500–508. https://doi.org/10.1109/TAP.2019.2935108
11. Gordon J. A. et al., IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2015, vol. 63, no. 12, pp. 5351–5362. https://doi.org/10.1109/TAP.2015.2496110
12. D. J. van R ensburg, Walkenhorst B., Ton Q., and Demas J., A Robotic Near-Field Antenna Test System Relying on Non-Canonical Transformation Techniques, 2019 Antenna Measurement Techniques Association Symposium (AMTA), San Diego, CA, USA, 2019, pp. 1–5. https://doi.org/10.23919/AMTAP.2019.8906358
13. Slater P. A., Downey J. M., Piasecki M. T., and Schoenholz B. L., Portable Laser Guided Robotic Metrology System, 2019 Antenna Measurement Techniques Association Symposium (AMTA), San Diego, CA, USA, 2019, pp. 1–6. https://doi.org/10.23919/AMTAP.2019.8906337
14. Geise A. et al., IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2019, vol. 67, no. 5, pp. 3346–3357. https://doi.org/10.1109/TAP.2019.2900373
15. Garcia-Fernandez M., Lopez Y. A., Andres F. L. H., IET Microwaves, Antennas & Propagation, 2019, vol. 13, no. 13, pp. 2224–2231. https://doi.org/10.1049/iet-map.2018.6167
16. Alvarez Narciandi G. et al., Portable Freehand System for Real-time Antenna Diagnosis and Characterization, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2020. https://doi.org/10.1119/TAP.2020.297893
17. Стрэттон Дж. А. Теория электромагнетизма / Пер. М. С. Рабинович и В. М. Харитонов; под ред. проф. С. М. Рытова. М.; Л.: Гостехиздат, 1948 (Л.: тип. им. Евг. Соколовой). 539 с.
18. Анютин Н. В., Малай И. М., Озеров М. А., Титаренко А. В., Шкуркин М. С. Коррекция измеренного амплитуднофазового распределения поля в ближней зоне по диаграмме направленности зонда // Измерительная техника. 2018. №. 1. С. 50–53. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2018-1-50-53
19. Anyutin N., Malay I., and Malyshev A., 2019 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW), Divnomorskoe, Russia, 2019, pp. 293–296. https://doi.org/10.1109/RSEMW.2019.8792778
20. Болотовский Б. М., Столяров С. Н. Современное состояние электродинамики движущихся сред (безграничныесреды) // Успехи физических наук. 1974. Т. 114. Вып. 4. С. 569–608.https://doi.org/10.3367/UFNr.0114.197412a.0569
Рецензия
Для цитирования:
Анютин Н.В. Преобразование электромагнитного поля с описанной вокруг антенны замкнутой поверхности на апертуру антенны. Izmeritelʹnaya Tekhnika. 2021;(1):48-55. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-1-48-55
For citation:
Anyutin N.V. Electromagnetic feld transformation from a surface closed around the antenna to its aperture. Izmeritel`naya Tekhnika. 2021;(1):48-55. (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-1-48-55
Просмотров:
108
Послать статью по эл. почте 