СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2016

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 58 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2016 (см. рис. 10), а в случае применения гоф- рированного рупора КНД = 33,86 дБ (см. рис. 11). Выигрыш составил более 2 дБ. Из рисунка 9 также видно, что средний уровень боковых лепестков относитель- но уровня главного лепестка для случая гофрированного рупора снижен при- мерно до –50 дБ, а для негофрированно- го рупора – до –40 дБ. Заметим, что это лишь количественная оценка, посколь- ку модель не учитывает элементов зате- нения, принципиально существующих в реальной антенне. Результаты расчёта для нескольких размеров зеркала (каждый для случая F / D = 0,4) сведены в таблицу 2. Для сравнения приведены требуемые ресур- сы: время счёта и количество треуголь- ников, на которые разбивается поверх- ность зеркальной антенны. Последняя строка в таблице 2 относится к расчё- ту зеркальной антенны диаметром 2 м, которая была рассчитана на компью- тере с процессором Intel Core i7-3770 и памятью объёмом 16 Гбайт методом физической оптики за 103 секунды. ДН этой антенны приведена на рисунке 12. При расчёте методом физической оптики присутствуют следующие источники ошибок, которые отмечены в работе «Моделирование зеркальной антенны с помощью ANSYS HFSS» [4]: ошибки геометрического построе- ния, грубость сетки разбиения метал- лической поверхности на треугольни- ки, точность совмещения фазового цен- тра облучателя с фокусом зеркальной антенны. Расчёты показали, что фазо- вый центр гофрированного рупора лежит на расстоянии15 мм вне рупора, а фазовый центр стандартной антен- ны лежит на расстоянии 10 мм внутри рупора. Оптимизация положения облу- чателя позволяет улучшить КНД зер- кальной антенны до 0,5 дБ. Таким обра- зом, общий выигрыш в КНД зеркальной антенны при применении гофрирован- ного рупора превысит 2 дБ. Гофрированная рупорная антен- на имеет меньшие ошибки фазового центра [3], что даёт меньшую чувстви- тельность результатов расчёта к поло- жению облучателя относительно зер- кальной антенны. С гофрированной антенной уменьшаются различия ДН в Е- и Н-плоскостях. В ЫВОДЫ Гибридные методы, реализованные в пакете ANSYS HFSS, позволяют исполь- зовать эту программу для расчёта боль- ших зеркальных антенн. При анализе зеркальной антенны, облучаемой рупо- ром, точности расчёта методом инте- гральных уравнений и методом физи- ческой оптики показали результаты, отличающиеся не более чем на 5%. Метод физической оптики даёт хоро- шую точность для металлических моде- лей. Начиная с определённых размеров излучающей структуры, когда решить задачу методом моментов не удаётся из-за невозможности решения систе- мы уравнений, рекомендуется приме- нение метода физической оптики. При этом время счёта методомфизической оптики в десятки раз меньше, чем при использовании метода интегральных уравнений. Л ИТЕРАТУРА 1. www.ansys.com/Products/Electronics/ ANSYS+HFSS. 2. Сазонов Д.М., Марков Г.Т. Антенны. М. Радио и связь 1973. 500 с. 3. Коган Б.Л. Поляризационные характери- стики антенн. МЭИ. 2014. 95 с. 4. Курушин А.А., Лаврецкий Е.И., Дерга- чёв С. Моделирование зеркальной антен- ны с помощью ANSYS HFSS. Современная электроника. 2015. №2. Рис. 12. ДН зеркальной антенны диаметром 2 м, облучаемой гофрированным рупором Рис. 10. ДН зеркальной антенны, облучаемой стандартным рупором Рис. 11. ДН зеркальной антенны, облучаемой гофрированным рупором