СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ПОСТРОЕНИЮ ОБОБЩЕННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МИКРОВОЛНОВОЙ АНТЕННЫ 

Александр Николаевич Якимов, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры конструирования и технологий электронных и лазерных средств, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 67), E-mail: y_alder@mail.ru 

Актуальность и цели. Деформация конструкции микроволновой антенны при внешних тепловых и механических воздействиях приводит к невозможности строгого аналитического решения задачи математического описания ее излучения и оценки влияния этих воздействий на характеристики радиотехнической системы, в составе которой антенна функционирует. Перспективным направлением решения этой проблемы является использование конечно-элементного метода математического моделирования, основанного на дискретном представлении микроволновой антенны. Материалы и методы. Предложен системный подход к построению математической модели микроволновой антенны, функционирующей в условиях внешних воздействий, на основе приближенного конечно-элементного математического описания ее излучения, а также возникающих в ней тепловых и механических процессов. В основе объединения моделей тепловых, механических и электродинамических процессов в антенне, имеющих разную физическую природу, в обобщенную модель лежит использование единой конечно-элементной геометрической модели антенны, связанной с этими моделями. Электродинамическая модель строится с использованием методов геометрической и физической оптики, что позволяет представить электромагнитное поле излучения микроволной антенны суперпозицией полей конечных элементов ее излучающей поверхности и учесть влияние возникающих деформаций на характеристики излучения антенны. Результаты и выводы. Приведенные результаты модельного исследования влияния механических и тепловых воздействий на характеристики излучения микроволновой параболической антенны, полученные с использованием предлагаемого подхода, указывают на существенное влияние этих воздействий и возможность оптимизации такой антенны по минимуму влияния внешних воздействий. 

Ключевые слова

микроволновая антенна, внешние воздействия, математическая модель, конечный элемент, диаграмма направленности 

 Скачать статью в формате PDF

Для цитирования:

Якимов А. Н. Системный подход к построению обобщенной математической модели микроволновой антенны // Надежность и качество сложных систем. 2022. № 3. С. 16–23. doi:10.21685/2307-4205-2022-3-2