СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2015

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 59 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2015 Z Облучатель Зеркало дами: методом интегральных уравне- ний и методомфизической оптики. Оба эти метода реализованы в программе HFSS ANSYS. Расчёты выполнены на одной частоте 10 ГГц. В качестве облу- чателя используется отрезок круглого волновода. Антенны-облучатели можно проектировать в программе ADK HFSS (см. рис. 1). Порт устанавливается на одно сече- ние волновода, выполняющего роль облучателя, а другое сечение стано- вится излучающим растром. Зеркаль- ная антенна имеет профиль, соответ- ствующий формуле: (2) где x , y и Z – координаты каждой точ- ки зеркала, F – фокус параболического зеркала, в которое помещается облуча- тель (см. рис. 2). Результаты расчёта осесимметрич- ной антенны диаметром 2 м показаны на рисунках 3 и 4. На рисунке 4 показа- ны сечения диаграммынаправленности, выполненные методом решения инте- гральных уравнений и методомфизиче- ской оптики на одной сетке разбиения. Из рисунка видно, что для антенн с большим диаметром методыфизиче- ской оптики (PO) и метод интеграль- ных уравнений (IE) отличаются только уровнями боковых лепестков. В обла- сти основного лепестка эти расчёты совпадают. Для того чтобы подтвер- дить этот факт, впервые отмеченный в работе Е.Н. Васильева [2], выполнен ряд расчётов для зеркал с диаметром от 0,5 λ до 40 λ (см. таблицу 1). Следует отметить, что при больших размерах антенн разработчик стал- кивается с трудностью разбиения на сетку и длительностью расчёта. Этого можно избежать отказом от выбора размера сетки на основании частоты, исключением адаптации (процессом уплотнения сетки), а также импортом сетки проекта, который уже решался и сетка которого получена в другом примере. Результаты расчёта для нескольких размеров осесимметричной зеркаль- ной антенны (с отношением фокуса к диаметру F / D = 0,4) сведеныв таблице 1. Расчёт выполнялся на персональ- ном компьютере с 4-ядерным процес- сором с тактовой частотой 2 ГГц и 16 Гб оперативной памяти. Из таблицы вид- но, что время расчёта методом физи- ческой оптики до 50 раз меньше, чем при использовании метода решения интегральных уравнений. Анализ воз- можных ошибок при расчёте (раз- ные значения КНД и уровня боковых лепестков) показывает, что в методе физической оптики их источником являются ошибки геометрического построения, а для метода интеграль- ных уравнений – ошибки при расчё- те системы уравнений. Реклама Рис. 2. Зеркальная антенна диаметром 200 см