Голографічно-асимптотична модель трансформації електромагнітного поля в поляризаційно-голографічній антені
DOI:
https://doi.org/10.33099/2311-7249/2025-54-3-150-156Ключові слова:
поляризаційно-голографічна антена, система управління, безпілотний літальний апарат, безпроводова сенсорна мережа, асимтотичне розкладання, голографія, модель, неоднорідний шар, трансформація, електромагнітне поле, геометрична оптикаАнотація
Метою статті є викладення результатів математичної формалізації голографічно-асимптотичної моделі трансформації електромагнітного поля у поляризаційно-голографічній антені на основі асимптотичного методу розкладання функцій, що описує неоднорідності в радіопрозорих шарах з урахуванням електродинамічної моделі, побудованої на принципах голографії, та показати, що збуджене електромагнітне поле можна подати через первинне поле за конструктивними параметрами неоднорідного шару.
Методи дослідження. Під час написання статті застосовано методи системного аналізу процесів поширення електромагнітних хвиль у неоднорідних шарах та синтезу математичної моделі перетворення електромагнітного поля в імпедансному тілі. Зазначений методологічний підхід дав змогу отримати вирази, що формалізують голографічно-асимптотичну модель трансформації електромагнітного поля в транспаранті поляризаційно-голографічної антени.
Отримані результати. Показано сутність відомого асимптотичного методу розкладання функцій, що описує неоднорідності в радіопрозорих шарах для опису трансформації електромагнітного поля в поляризаційно-голографічних антенах. Наведено фізичну модель неоднорідного шару та введено криволінійні координати. Подано асимптотичні ряди, що є основними при розгляді варіанта однократно відбитих електромагнітних хвиль від поверхні поблизу точки спостереження. Формалізовано перший, другий і третій елемент асимптотичного розв’язання двовимірної задачі для електромагнітної хвилі, що пройшла через неоднорідний шар. Наведено голографічно-асимтотичну модель трансформації електромагнітного поля для головного асимптотичного наближення (геометричної оптики) через первинне електромагнітне поле і геометричні параметри неоднорідного шару.
Елементи наукової новизни. Розроблена модель пов’язує, в наближенні геометричної оптики, падаючу електромагнітну хвилю з електромагнітною хвилею, що пройшла, з урахуванням властивостей неоднорідного шару з урахуванням кривизни поверхні та нееквідістантності шару.
Теоретична й практична значущість викладеного у статті. Отримала подальший розвиток теорія конструктивного синтезу поляризаційно-голографічних антен, що описувала процеси поширення електромагнітних хвиль у планарних шарах, для побудови таких антен на криволінійних поверхнях. Розроблена модель може бути використана під час конструктивного синтезу антен для засобів радіозв’язку та систем управління, зокрема, безпілотними літальними апаратами та безпроводовими сенсорними мережами.
Посилання
Sklar B., Harris F. J. Digital Communications: Fundamentals and Applications. 3-ed ed. Chicago, USA : Pearson, 2021. 2287 p.
Пільтяй С. І. Електродинаміка та поширення радіохвиль. Конспект лекцій : навчальний посібник. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. 171 с.
Марченко А. О., Войтко В. В., Кузьменко В. В. Рекомендації щодо розвитку антенних систем засобів радіорелейного зв’язку. Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони. 2023. № 47(2). С. 119–124. DOI: 10.33099/2311-7249/2023-47-2-119-124.
Марченко А. О., Гусак Ю. А. Конструктивний синтез багатошарової поляризаційно-голографічної антени. Рекомендації щодо впровадження результатів досліджень. Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони., 2019. № 2(35). С. 5–12. DOI: 10.33099/2311-7249/2019-35-2-5-12.
Checcacci F., Russo V., Scheggi A. M. Holographicantennas. IEEE Transactionson Antennas and Propagation. 1970. Vol. 18. № 6. P. 811–813. DOI: 10.1109/TAP.1970.1139788.
Salehi M., Oraizi H. Holographic Transmitarray Antenna with linear polarization in Xband. AEU–International Journal of Electronics and Communications. 2022. Vol. 146. DOI: 10.1016/j.aeue.2022.154115.
Li M., Tang M., Xiao S. Design of a LP, RHCP and LHCP Polarization-Reconfigurable Holographic Antenna. IEEE Access. 2019. Vol. 7. P. 82776–82784. DOI: 10:1109/ACCESS.2019.2923672.
Li Y., Li A., Cui T., Sievenpiper D.F. Multiwavelength Multiplexing Hologram Designed Using Impedance Metasurfaces. IEEE Transactionson Antennas and Propagation. 2018. Vol. 66, No. 11, pp. 6408–6413. doi:10.1109/TAP.2018.2869427.
Karimipour M., Komjani N. Holographic-Inspired Multibeam Reflectarray With Linear Polarization. IEEE Transactionson Antennas and Propagation. 2018. Vol. 66. № 6. P. 2870–2882. DOI: 10.1109/TAP.2018.2823776.
Movahhedi M., Komjani N. Dual-frequency dual orthogonal polarization wave multiplexing using decoupled pixels based on Holographic technique. Optics Express. 2020. Vol. 28, Iss. 8. P. 12424–12438. DOI: 10.1364/OE.391380.
Emamian H., Oraizi H., Moieni M. M. Design of Wide-band Dual-beam Leaky-wave Antenna using the Holographic Theory. 27th Iranian Conference on Electrical Engineering. 2019. P. 1456–1460. DOI: 10.1109/Irani-anCEE.2019.8786404.
Wu G. B., Chan K. F., Shum K. M., Chan C. H. Millimeter-Wave Holographic Flat Lens Antenna for Orbital Angular Momentum Multiplexing. IEEE Transactionson Antennas and Propagation. 2021. Vol. 69, № 8. P. 4289–4303. DOI: 10.1109/TAP.2020.3048527.
Сухаревський O. I., Василец В. A., Кукобко С. В., Нечитайло С. В., Сазонов A. З. Розсіювання електромагнітних хвиль повітряними та наземними радіолокаційними об’єктами: монографія. Під ред. Сухаревського O. I. Харків : ХУПС, 2009. 468с.
Марченко А. О., Гусак Ю. А., Хамула С. В., Войтко В. В., Стейскал А. Б., Кузьменко В. В. Математичні моделі адаптивних за поляризацією антенних решіток на основі інтегральних рівнянь Фредгольма першого роду. Вісник НТУУ «КПІ». Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування. 2023. № 93. С. 52–57. DOI: 10.20535/RADAP.2023.93.52-57.
Сухаревский И. В., Замятин В. И. Применение метода ортогональных разложений случайных функций к некоторым задачам статистических антенн. Радиотехника и электроника. 1967. Т. 12. № 7. Вып. 7
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати як монографію), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
4. Персональні дані і метадані, які наводяться у статтях, надаються для їх зберігання і оброблення в різноманітних базах даних і інформаційних системах, включення їх в аналітичні і статистичні звітності, створення обгрунтованих взаємозв'язків об'єктів творів науки, літератури і мистецтва з персональними даними і т.п. на території, яка не обмежена.
