5 Теорія синтезу антен / Теория синтеза антенн

  1. Н. Н. Войтович. О синтезе антенны по заданной амплитудной диаграмме излучения (метод В. В. Семенова). Радиотехника и электроника, № 12, 1972, 2491-2497).

    Аннотация. Описан метод синтеза антенн по заданной амплитудной диаграмме, являющийся развитием идей использованных ранее для решения квазиоптических задач. Специальный выбор критерия исключает сверхнанравленные решения. Задача сводится к нелинейному интегральному уравнению, допускающему численное решение методом последовательных приближений. Рассматривается общий случай линейной антенны, а также случай с ограничением на искомое распределение тока. Приводятся численные результаты для двух заданных амплитудных диаграмм - равномерной и с линейной зависимостью от угловой координаты.

     
  2. Н. Н. Войтович, П. А. Савенко. Обобщенный критерий близости диаграмм в задаче синтеза антенн по методу В. В. Семенова. Радиотехника и электроника, № 9, 1973, 1794-1798.

    Аннотация. Предложенная ранее в [5.1] постановка оптимизационной задачи синтеза антенны по заданной амплитудной диаграмме направленности обощается путем введения весового множителя в критерий оптимизации. Задача сводится к нелинейному интегральному уравнению, допускающему численное решение методом последовательных приближений. Рассматривается общий случай линейной антенны, а также случай с ограничением на искомое распределение тока. Приводятся численные результаты для двух заданных амплитудных диаграмм - равномерной и с линейной зависимостью от угловой координаты.

     
  3. Н. Н. Войтович, П. А. Савенко. Об одном интегральном уравнении теории синтеза антенн. Математические методы и физико-механические поля, вып.2, 1975, 161-163.

    Аннотация. Изучается линейное интегральное уравнение, возникающее при исследовании ветвления решений нелинейного интегрального уравнения теории синтеза антенн. В случае линейной антенны, диаграмма направленности которой описывается преобразованием Фурье, собственные функции линейного уравнения выписываются в явном виде. Точки ветвления определяются из простых трансцендентных уравнений.

     
  4. Н. Н. Войтович, П. А. Савенко. Ветвление решений задачи синтеза антенн по заданной амплитудной диаграмме направленности. Радиотехника и электроника, № 4, 1976, 723-729.

    Аннотация. Анализируется нелинейное интегральное уравнение, возникающее в задаче синтеза антенн по заданной амплитудной диаграмме. Получены трансцендентные уравнения для первых точек ветвления и аналитические формулы, описывающие оптимальное решение в окрестности точек ветвления. Приводятся численные результаты для нескольких заданных амплитудных диаграмм.

     
  5. Н. Н. Войтович. Об одном методе решения задачи синтеза антенн по заданной амплитудной диаграмме направленности. XXXI всесоюзн. научная сессия, посвященная Дню радио. Аннотации и тексты докладов, Москва, 1976, 63-64.

  6. Н. Н. Войтович, П. А.Савенко. Синтез антенн по заданной амплитудной диаграмме и родственные задачи квазиоптики (обзор). Радиотехника и электроника, № 8, 1979, p. 1485-1500).

    Аннотация. Дается обзор предыдущих работ авторов, посвященных математическим методам ситеза радиотехнических систем. Рассматривается ряд задач теории синтеза антенн по заданной амплитудной диаграмме направленности. В качестве критерия оптимизации в этих задачах иснользуется функционал, представляющий собой сумму среднеквадратичного отклонения модулей диаграмм и доли мощности, уходящей вне заданного угла. Приводится методика поиска глобального экстремума, а также численные результаты синтеза линейных антенн и решеток. В обзор включены также некоторые квазиоптические задачи синтеза, в математическом плане близкие к антенным.

     
  7. Н. Н. Войтович, П. А. Савенко. Синтез антенн по заданной амплитудной диаграмме направленности. Прямые и обратные задачи теории дифракции, ИРЭ АН СССР, Москва,1979, 142-166.

  8. М. И. Андрийчук, Я. В. Василькив, Н. Н. Войтович, А. М. Ковальчук, Б. М. Подлевский, П. А. Савенко. Синтез излучающих систем по заданной ампплитудной диаграмме направленности. Волны и дифракция, ИРЭ АН СССР, Москва, 1981, т.1, 11-14.

  9. P. A. Savenko, N. N. Voitovich. . Radiating system synthesis by the prescribed amplitude pattern. Proc. of VII Colloq. on Microw. Commun., Budapest, 1982, v.1.

  10. М. И. Андрийчук, Н. Н Войтович. . Синтез замкнутой плоской антенны по заданной амплитудной диаграмме направленности. Радиотехника и электроника, № 2, 1985, 276-281.

    Аннотация. Излагается методика синтеза замкнутых плоских антенн по заданной амплитудной диаграмме направленности. В качестве критерия близости заданной и синтезированной диаграмм используется их среднеквадратичная разность в сумме с нормой тока (со свободным весовым коэффициентом). Задача сводится к нелинейному интегральному уравнению; обосновывается применимость к этому уравнению метода последовательных приближений. Одновременно предлагается модификация метода сопряженных градиентов для прямой минимизации функционала. Приводятся численные результаты для круглых и эллиптических антенн с разными эксцентриситетами. Исследуется влияние на результаты синтеза весового коэффициента при норме тока. Демонстрируется возможность использования весовой функции в критерии для создания нулей в заданных направлениях диаграммы.

     
  11. Н. Н. Войтович. Синтез замкнутой плоской антенны с ограничениями на поле в ближней зоне. Радиотехника и электроника, № 3, 1985, 458-462.

    Аннотация. A method of calculation of two-dimensional curvilinear antenna shape and current distribution on it is proposed, when the amplitude pattern as well as amplitude of field distribution on some circle are given. Optimization criterion is a functional having the form of sum two functional-weighted mean square differences between given and obtained amplitude patterns and field distributions respectively. The problem is solved in two step. In the first step, a field distribution on the circle minimizing the functional is defined. In the second step, the antenna shape and current distribution are calculated. Numerical results are given.Предлагается метод поиска формы двумерной антешш в тока па ней при заданной амплитудной диаграмме направленности и модуле поля на некоторой окружности r=a. Минимизируется функционал, учитывающий среднеквадратичное отклонение синтезируемой амплитудной диаграммы от заданной, такое же отклонение модулей поля при r=a и норму этого gоля; все слагаемые содержат функциональные веса. Такая постановка исключает возможность появления быcтроосциллирующих решений. Она позволяет, в частности, минимизировать поле в заданных точках блишней зоны. Приводятся численные примеры.

     
  12. М. И. Андрийчук, И. П. Болотова, Н. Н. Войтович, О. Ф. Заморская, Ю. В. Семенюк, В. П. Ткачук, Ю. П. Тополюк, И. В. Чмыга. Численный расчет антенн с синтезируемыми полупрозрачными поверхностями. Волны и дифракция-85 , ТГУ, Тбилиси, 1985, т.1, 438-441.

  13. M. I. Andriychuk, V. P. Tkachuk, Yu. P. Topolyuk, N. N. Voitovich. Numerical solution of non-linear problems of constructive antenna synthesis. Proc. of URSI Int. Sympos. on Electromagn. Theory, Budapest, 1986, Part A, p. 121-123.

    Abstract. Methods of solving three problems of constructive antenna synthesis are discused. The resonant antenna shape or its walls transparency are found. The functional in the form of mean-square deviation of the created amplitude pattern from the prescribed one is minimized. All the problems are nonlinear and are solved by the successive approximation method.

     
  14. Н. Н. Войтович, Б. З. Каценеленбаум, Е. Н. Коршунова, Л. И. Пангонис, А. Н. Сивов, А. Д. Шатров. Электродинамические основы конструктивного синтеза антенн. Антенны , вып.33, 1986, 21-41.

    Аннотация. В обзорном виде описывается новый подход к задаче синтеза антенн с полупрозрачными поверхностыми, базирующийся на обобщенном методе собственных колебаний. Он позволяет определить формы внешней и внутренней поверхностей резонансной антенны, а также распределение прозрачности внутренней границы по заданной диаграмме направленности (полной или только амплитудной). Представлены численные и экспериментальные результаты.

     
  15. И. П. Болотова, Н. И. Войтович, А. И. Ровенчак, Ю. В. Семенюк . Расчет внутренней границы резонансной антенны по известной внешней границе и распределению ее прозрачности. Радиотехника и электроника, Радиотехника и электроника, № 9, 1987, 1848-1853.

    Аннотация. Предлагается метод расчета внутренней границы резонансной полости по известной внешней границе, ее прозрачности и внешнему полю, согласованному с заданной диаграммой направленности. Приводятся численные примеры.

     
  16. Н. Н. Войтович, Б. З. Каценеленбаум, А. В. Кукушкин, В. Е. Куницин, Л. Н. Литвиненко, А. Н. Сивов, А. Г. Кюркчан. Обратные задачи (Материалы IX Всесоюзн. школы по дифракции и распростр. волн), Изд. КАИ, Казань, 1988 107 с.

  17. Н. Н. Войтович. Синтез двумерной антенной решетки с обобщенным разделением переменных. Радиотехника и электроника, № 12, 1988, 2637-2639.

    Аннотация. Предлагается новый метод синтеза прямоугольной антенной решетки по заданной амплитудной диаграмме направленности, основанный на обобщенном разделении переменных. В этом методе минимизируется функционал в виде суммы среднеквадратичной разности заданной и полученной амплитудных диаграмм вместе со взвешенной нормой тока. Матрица распределения токов представляется в виде конечной суммы, каждый член которой является произведением двух одномерных векторов. Слагаемые вычисляются последовательно из требования минимума функционала. На каждом шаге итерационного процесса необходимо решать систему одномерных нелинейных уравнений. В свою очередь эта система эффективно решается методом последовательных приближений.

     
  18. Н. Н. Войтович, Ю. П. Тополюк. Синтез осесимметричного резонатора со сферической внешней поверхностью по заданной амплитудной диаграмме направленности . Радиотехника и электроника, № 3, 1989, 1575-1581.

    Аннотация.Рассматриваются задачи поиска синфазного тангенциального электрического поля на поверхности сферы, создающего диаграмму направленности, близкую к заданной по амплитудному распределению компонент или по распределению энергии. Используется критерий среднеквадратичной близости диаграмм. Задачи решаются методом последовательных приближений. Для случая простейших зависимостей заданных программ от азимутальной координаты из условия согласования ноля собственного колебания с внешним полем рассчитываются распределения прозрачностей внешней поверхности, а также форма внутренней поверхности (в виде тела вращения) и распределение импеданса на ней. Приводятся численные результаты.

     
  19. N. N. Voitovich, V. P. Tkachuk, Yu. N. Kazantsev. Synthesis of quasi-optical radiating system. Proc. of 1989 Int. Sympos. on Antennas and Propagation, Tokyo, 1989, v.4, p. 893-896.

  20. Н. Н. Войтович, О. Ф. Заморская, Е. Н. Коршунова. Синтез распределения прозрачности поверхности конформной антенны при заданном возбуждении. Радиотехника и электроника, № 10, 1989, 2046-2052.

    Аннотация. Рассматривается антенна, представляющая собой полупрозрачную оболочку, внутри которой заключены известные источники (двухмерная задача). Предлагается метод расчета переменной прозрачности, минимизирующей среднеквадратичную невязку заданной и получающейся амплитудных диаграмм направленности. Численные результаты сравниваются с результатами, полученными по асимптотическим формулам, с целью определения границ применимости последних.

     
  21. Н. Н. Войтович, О. Ф. Заморская. Использование разложения по расходящимся волнам при определении диаграммы рассеяния на замнутой полупрозрачной границе. Волны и дифракция-90, Москва, Физическое общество СССР, 1990, т.1, 234-237.

  22. Н. Н. Войтович, С. А. Ярошко. Метод обобщенного разделения переменных в задачах синтеза плоских двумерных антенных решеток. Волны и дифракция-90, Москва, Физическое общество СССР, 1990, т.3, 260-263.

  23. Н. Н. Войтович, С. А. Ярошко. Численное решение задачи синтеза двухмерной антенной решетки. Радиотехника и электроника, №1, 1991, 192-196.

    Аннотация. Предложенный ранее метод обобщенного разделения переменных применяется с некоторой модификацией к решению конкретных задач синтеза по заданной амплитудной диаграмме направленности. Этим методом синтезированы антенные решетки, состоящие из 5x5 и 9x9 элементов. Оказалось, что для этих случаев достаточная точность достигается при 2-4 слагаемых с разделенными переменными.

     
  24. М. I. Андрiйчук, М. М. Войтович, Ю. П. Тополюк. Методичнi вказiвки до курсу "Числовi методи розв'язування некоректних задач" (застосування до задач синтезу антен), Вид. Львiвського Унiверситету, 1991, 16 c.

  25. J. Jarkowski, N. Voitovich, P. Savenko. An antenna synthesis method based on prescribed magnitude pattern. Kleinheubacher Berichte, B.35, 1992, p. 601-610.

    Abstract. The paper is a short rewiev of publications on an antenna synthesis method according to prescribed magnitude pattern. The method's idea as well as some results obtained by it are described.

     
  26. Н. Н. Войтович, О. Ф. Заморская. Применение метода Галеркина к задаче синтеза антенны с полупрозрачной границей. Математические методы и физико-механические поля, вып. 35, 1992, 138-142.

    Аннотация. Показано, что для приближенного (в метрике L2) определения диаграммы направленности рассеянного поля источников, заключенных внутри некоторой гладкой нерезонансной границы с заданной переменной прозрачностью, по известной диаграмме направленности этих источников в пустоте можно использовать конечные отрезки разложения поля по расходящимся волнам. Доказательство проводится для двухмерной скалярной задачи. Обратная задача формулируется как вариационная. Приведены результаты численных расчетов.

     
  27. Н. И. Войтович, Н. Н. Войтович, Р. И. Германюк, О. Ф. Заморская, Б. З. Каценеленбаум, А. Н. Сивов, А. Д. Шатров. Численные методы оптимизации плоских антенн с полупрозрачной апертурой. Препринт ИППММ АН Украины, № 2-93, 1993, Львов, 28 c.

  28. J. Jarkowski, N. Voitovich, S.Yaroshko. Specific examples of antenna design using the synthesis method. Kleinheubacher Berichte, B.36, 1993, p. 109-115.

  29. Н. И. Войтович, Н. Н. Войтович, О. Ф. Заморская, Б. З. Каценеленбаум. Расчет диаграммы направленности плоской резонаторной антенны с переменными прозрачностью и высотой. Радиотехника и электроника, № 7, 1993, 1247-1255.

    Аннотация. Решена двухмерная задача о резонаторной антенне с плоской полупрозрачной верхней стенкой, переменной высотой и волноводным возбуждением. Использован метод частичных областей в комбинации с методом поперечных сечений. Приведены численные результаты по расчету полей, диаграмм направленностей и коэффициента направленного действия в диапазоне частот для различных вариантов изменения высоты и распределения прозрачности.

     
  30. Н. Н. Войтович, C. А. Ярошко. Метод обобщенного разделения переменных в задачах синтеза антенных решеток. Препринт ИППММ АН Украины, Львов, № 1-94, 1994, 22 с.

    Аннотация. Описан метод решения задач синтеза плоских прямоуголных и циллиндрических антенных решеток (АР). Распределение тока представлено в виде суммы слагаемых с разделенными переменными. Слагаемые определены последовательно из условия минимизации соответствующего функционала. Дано обоснование сходимости метода. Приведены численные результаты синтеза плоских АР по заданной контурной амплитудной диаграмме направленности (АДН) и циллиндрической АР по заданной четырехлепестковой АДН.

     
  31. M. Andrijchuk, J. Jarkowski, P. Savenko, Yu. Topolyuk, N. N. Voitovich. The applications of the magnitude synthesis method to the case of the spherical antennas. Kleinheubacher Berichte, B.37, 1994, p. 109-115.

    Аннотация. The method of antenna synthesis according to predefined magnitude pattern is applied to the problems of synthesis of the conform antennas of two types: spherical antenna array and spherical resonant antenna. The mathematical formulation of the problems as well as numerical results are presented.

     
  32. P. Savenko, B.Katsenelenbaum, J. Jarkowski, N. Voitovich. Synthesis of antennas according to the prescribed magnitude pattern. 10th Int. Microwave Conf. MIKON-94: Conference Proceedings, v.2, p. 410-414.

    Abstract. In the rewiev form, the method of antenna synthesis according to prescribed magnitude pattern and its applications are presented. There are discussed the results obtained for following types of antenna: linear antennas and arrays, conform antenna arrays, hybrydic antennas, quasioptical radiation systems, resonant antennas.

     
  33. Н. Н. Войтович, Р. И. Германюк, О. Ф. Заморская. Оптимизация параметров плоской резонаторной антенны с переменными высотой и прозрачностью. Радиотехника и электроника, № 8-9, 1994, 1321-1328.

    Аннотация. Оптимизировано распределение прозрачности верхней стенки и высота плоской резонаторной антенны с волноводным возбуждением по критерию максимума коэффициента направленного действия в диапазоне частот. Алгоритм решения построен на основе комбинации методов локальных вариаций, поперечных сечений, базовых задач возбуждения, встречных направлений. Приведены результаты численных расчетов.

     
  34. R. I. Germanyuk, N. N. Voitovich, O. F. Zamorska. Optimization of plane resonant and leaky-wave antennas with semitransparent apperture. Trans Black Sea Reg. Symp. on Appled Electromagnetics, Metsovo, Greece, 1996, ANPR13.

  35. R. I. Germanyuk, N. N. Voitovich, O. F. Zamorska. Optimization of plane antennas with semitransparent apperture. Proc of 11th Int. Microwave Conf. MIKON-96, Warsaw, 1996, v.2, p. 386-390.

  36. M. I. Andriychuk, Yu. P. Topolyuk, N. N. Voitovich. Some aspects of the numerical solving the antenna synthesis problems according to the prescribed amplitude pattern. VIth Internat. Microwave Conf. MMET-96. Conference Proceedings, Lviv, 1996, p. 509-512.

  37. N. N. Voitovich, Yu. P. Topolyuk, O. O. Reshnyak, J. Jarkowski. New closed solution of the linear antenna synthesis problem according to amplitude radiation pattern. 12th Int. Conf. on Microwawe & Radar (MIKON-98), Krakov, Poland, 1998, v. 2, p. 304-308.

    Abstract. The linear antenna synthesis problem according to prescribed amplitude pattern is solved analytically with a limited numbers of complex parameters to be calculated. These parameters are defined from a set of transcendental equations. Its solutions are nonunique. The optimal solution is chosen from the all obtained ones. A measure of the synthesis effectivity is offered. The case, when the given amplitude pattern is constant inside the limited angle, is considered in details and numerical results are presented.

     
  38. N. N. Voitovich, O. M. Gis, O. O. Reshnyak, Yu. P. Topolyuk. New rigorous solution of some antenna synthesis problems according to prescribed amplitude radiation pattern. . Proc. of Int. Conf. on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory (MMET-98), Kharkow, 1998, v. 2, p. 133-135.

    Abstract. The problem of the least-square minimization of the difference between the prescribed and obtained amplitude patterns is solved for the linear antenna in the closed form with a limited number of complex parameters which are calculated from the set of transcendental equations. The number of parameters depends on the electrical length of antenna. Numerical results concerning two concrete problems are presented. The method is extended to the equidistant linear antenna arrays.The results may be applied to other problems described by the continuous or discrete Fourier transformation.

     
  39. N. N. Voitovich, O. F. Zamorska, and R. I. Germanyuk. Optimization of plane antennas with semitransparent aperture. Elecrtomagnetics, v. 18, No. 5, 1998, p. 481-494.

    Abstract. The problem of optimization of the planar resonant and leaky-wave antennas with waveguide excitation are considered. The directivity factor in some frequency range or deviation of the amplitude pattern from the desired one is optimized. The algorithm consists of transforming the exterior problem to an interior one and using the following combined methods: local variations, cross-sections, opposite directions, and basic problems of excitations. Numerical results for the resonant antenna and the detailed algorithm description for the leaky-wave antenna are presented.

     
  40. S. S. Shaposhnikov, R. B. Vaganov, N. N. Voitovich. Antenna amplitude distributions for improved wireless power transmission efficiency. Transactions of the South African Institute of Electrical Engineers, v. 94, No.2, 2003, p. 46-48.

    Abstract. The methods and algorithms of the amplitude distribution synthesis used for increasing the Wireless Power Transmission (WPT) efficiency are discussed. It is shown that WPT efficiency increases not only at the uniform or taper distribution but also when the field intensity is raised at the edges of the radiating apertures. In this case the receiving antenna (rectenna) is illuminated uniformly enough and the level of the near side lobes is essentially decreased. Peculiarities of requirements on the field are described. Some numerical results concerning the optimal field distributions on the antenna and in the rectenna plane are presented.

     
  41. N. N. Voitovich. Antenna synthesis by amplitude radiation pattern and modyfied phase problem. Appendix in: B. Z. Katsenelenbaum. Electromagnetic Fields - Restrictions and Approximation. WILEY-VCH, Weinheim, 2003, p. 195-234.

     

     
  42. O. O. Bulatsyk, N. N. Voitovich. Comparision of two optimization criteria in antenna problems with free phase pattern. Direct and Inverse Problems of Electromagnetic and Acoustic Wave Theory (DIPED-2005): Proc. of Xth Int. Seminar/Workshop, Lviv, 2005, p. 204-207.

    Abstract. Two criteria of antenna synthesis by the amplitude radiation pattern are compared. They use the reactive power and weighted current norm, respectively, both supplying the mean square difference between the desired and obtained amplitude patterns. The technique based on the generating polynomial concept is applied to nonlinear integral equations in both cases. Numerical results are presented.

See also b.3, b.4, 1.13, 2.5, 3.3, 3.6, 3.11, 3.12,