Некоторые практические приложения матричной модели дискретно перестраиваемых согласующих антенных устройств

A A Izvolsky

doi:10.22213/2413-1172-2023-3-82-95

Authors

A. A. Izvolsky 18th Central Research Institute of Ministry of Defense of the Russian Federation

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2023-3-82-95

Keywords:

complex plane, conformal mapping, linear fractional function, Volpert-Smith chart, antenna tuning units

Abstract

The findings of a research of the practical application of a previously developed model of a decametric waves discrete coupler are presented. Due to the high accuracy achieved in describing the transforming properties of Coupler in the operating frequency range, together with the apparatus of the theory of complex variables, in particular with the method of conformal maps of fractional linear functions, it was possible to solve a number of applied problems. A method for calculating the area of consistent loads of discretely tunable power circuits of arbitrary structure has been developed. For completeness of the result, the case of matching a generator with a complex value of internal resistance with a given quality (with an acceptable value of the traveling wave coefficient) has been considered. The proposed approach to matching assumes that for any possible antenna load there must be appropriate combinations of discretely tunable elements of the Coupler power circuit that ensure matching with a given quality. The design ratio for images of arbitrary circles and straight lines conformally mapped by a matching quadrilateral to a given complex domain (i.e., expressions for calculating the coordinates of the circle center and its radius, as well as coefficients of the equation of straight lines) has been obtained. Studies of the matching properties of various circuits implemented on discrete elements have been carried out. The results of this study are important when choosing the structural design of the Coupler power circuit. Calculation formulas are obtained that allow us to estimate the relative losses of active power in the Coupler power circuit. This contributes to the reasonable choice of the best configuration option from several, similar in quality matching, thereby avoiding complicated temperature settings of the circuit elements. An exhaustive search method of tuning the discrete contour of the Coupler has been proposed, which is extremely simple and does not require heavy calculations with matrices and complex numbers.

Author Biography

A. A. Izvolsky, 18th Central Research Institute of Ministry of Defense of the Russian Federation

PhD in Engineering

References

Николашин Ю. Л., Будко П. А., Жуков Г. А. Основные направления модернизации декаметровой системы связи // Техника средств связи. 2019. № 1 (145). С. 13-25.

Хлопушин И. Ю. Расчет элементов согласующих контуров универсального антенного согласующего устройства ДКМВ-диапазона // Перспективные технологии в средствах передачи информации. 2017. С. 154-158.

Агарков Н. Е. Влияние компоновки катушек индуктивности на кпд антенного согласующего устройства электрически малой антенны ДКМВ-диапазона // Проблемы машиноведения. Омск, 2023. С. 45-52.

Смирнов М. О решении одной задачи о конформном отображении при помощи функций Вейерштрасса // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2022. Т. 62, № 5. С. 823-837.

Мациевский С. В. Одна геометрическая модель дробно-линейных преобразований // Дифференциальная геометрия многообразий фигур. 2022. № 53. С. 84-93.

Гирш А. Г. Операция пересечения на комплексной плоскости // Геометрия и графика. 2021. Т. 9, № 1. С. 20-28.

Кочина А. С. Замечательные кривые как образы окружностей и прямых при конформных отображениях // Дифференциальная геометрия многообразий фигур. 2018. № 49. С. 101-106.

Агарков Н. Е. Пределы повышения эффективности приземных электрически малых антенн КВ-диапазона в системе «антенна - согласующее устройство» общими потерями // Радиолокация, навигация, связь : сборник трудов XXVIII Международной научно-технической конференции, посвященной памяти Б. Я. Осипова. В 6 т. Воронеж, 2022. С. 213-233.

Полиенко В. Н., Архипова И. Г. Метод дистанционного измерения входного импеданса и согласования передающей антенны КВ-диапазона с фидером // Вопросы радиоэлектроники. 2016. № 9. С. 71-73.

Смаль А. А., Кильдишева О. Э. Анализ погрешности антенно-согласующего устройства, использующего измерительно-вычислительный метод настройки // Электросвязь. 2018. № 6. С. 46-48.

Канарейкин А. И. Метод конформных отображений в теплофизике // Вестник Калужского университета. 2022. № 2 (55). С. 86-88.

Полянский И. С., Логинов К. О. Приближенный метод решения задачи конформного отображения произвольного многоугольника на единичный круг // Вестник Удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки. 2022. Т. 32, № 1. С. 107-129.

Зверович Э. И. Дробно-линейные функции H-комплексного аргумента // Системы компьютерной математики и их приложения. 2019. № 20-2. С. 64-71.

Хлопушин И. Ю., Цветнов А. А. Об опыте проектирования антенных согласующих устройств ДКМВ-диапазона на отечественной элементной базе // Радиолокация, навигация, связь. 2020. С. 98-104.

Перспективные антенные решения для объектов радиосвязи / А. Л. Бузов, А. Д. Красильников, В. П. Кубанов, М. А. Минкин, Н. А. Носов // Антенны. 2019. № 7 (261). С. 17-27.

Дорогов А. Ю. Дизайнер для проектирования проводных антенн КВ-диапазона // Информационные системы и технологии в моделировании и управлении : сборник трудов VI Международной научно-практической конференции. Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского / Гуманитарно-педагогическая академия (филиал) : Симферополь, 2021. С. 75-81.

Бузова М. А., Красильников А. Д., Пестовский К. И. Методика проектирования антенных систем для быстроразвертываемых комплексов ДКМВ-диапазона // Радиотехника. 2023. Т. 87, № 6. С. 92-99.

Артемов М. Л., Зиборов И. А., Чаусова Т. Ф. Идентификация параметров моделей элементов антенно-согласующих устройств МВ-, ДКМВ-диапазонов // Теория и техника радиосвязи. 2019. № 1. С. 43-47.

Жуков В. М. Информационно-управляющая система антенным согласующим устройством с распределенными параметрами элементов настройки // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2020. № 4 (36). С. 79-87.

Верба Б. П., Шишаков К. В. Структурно-параметрический синтез согласующих устройств для КВ- и УКВ-антенн // Интеллектуальные системы в производстве. 2020. Т. 18, № 2. С. 14-27.