Исследование, разработка и проектирование антенных систем ОВЧ и УВЧ диапазонов, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.07, кандидат технических наук Носов, Николай Александрович

• Носов, Николай Александрович
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Носов, Николай Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА АНТЕННЫХ СИСТЕМ, ВКЛЮЧАЮЩИХ ИМПЕДАНСНЫЕ СТРУКТУРЫ И РАЗМЕЩАЕМЫХ

ВБЛИЗИ ЗАТЕНЯЮЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ

1.1. Характеристика объекта исследования и выбор метода электродинамического анализа

1.2. Разработка электродинамических моделей антенных систем с импедансными структурами

1.3. Разработка методики и алгоритма анализа антенных

систем с импедансными структурами

1.4. Решение тестовых задач, проверка внутренней сходимости

Выводы по разделу

2. АНАЛИЗ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ С ИМПЕДАНСНОЙ СТРУКТУРОЙ И РАЗРАБОТКА ИХ ЭЛЕМЕНТОВ

2.1. Анализ и оптимизация импедансной структуры

с замкнутыми элементами при вертикальной поляризации

2.2. Анализ и оптимизация импедансной структуры

с замкнутыми элементами при горизонтальной поляризации

2.3. Анализ и оптимизация импедансной структуры

с незамкнутыми элементами (вертикальная поляризация)

2.4. Анализ импедансных свойств вибраторов и синтез согласующе-симметрирующего устройства на основе трехпроводной линии для симметричных вибраторов

Выводы по разделу

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АНТЕННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЯ И РАДИОСВЯЗИ, РАЗМЕЩАЕМЫХ ВБЛИЗИ ЗАТЕНЯЮЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ И В РАМКАХ

КОМПЛЕКСНОЙ РЕКОНСТРУКЦИИ ТИПОВЫХ БАШЕН

3.1. Разработка алгоритма проектирования антенных систем

3.2. Проектирование антенных систем вертикальной поляризации

3.3. Проектирование антенных систем горизонтальной поляризации

3.4. Проектирование двухполяризационных антенных систем

Выводы по разделу

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И

ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АНТЕННЫХ СИСТЕМ, РАЗМЕЩАЕМЫХ БЛИЗИ ЗАТЕНЯЮЩИХ

МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ

4.1. Экспериментальные исследования антенных систем вертикальной поляризации

4.2. Экспериментальные исследования антенных систем горизонтальной поляризации

4.3. Практическая реализация и натурные испытания

антенных систем

Выводы по разделу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Типоразмеры излучающих элементов

антенных систем вертикальной и горизонтальной поляризации

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Внешний вид практически реализованных

антенных систем

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Акты внедрения результатов работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование, разработка и проектирование антенных систем ОВЧ и УВЧ диапазонов, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций»

ВВЕДЕНИЕ

Наблюдающееся в последние годы устойчивое развитие телекоммуникационной отрасли в России и, в частности, стремительный рост числа действующих радиовещательных программ, телевизионных каналов, сетей и каналов подвижной связи знаменует, помимо прочего, конец экстенсивного этапа развития отечественной антенной техники телерадиовещания и радиосвязи.

Действительно, еще несколько лет назад на типовой башне областного радиотелевизионного передающего центра (ОРТПЦ) достаточно было разместить две телевизионные антенны (например, турникет на вершине и панельную на призме) и одну антенну ОВЧ ЧМ (обычно - штатную уголковую антенну передатчика «Дождь-2») и 2-3 антенны радиорелейных линий. В настоящее время антенное оборудование ОРТПЦ должно обеспечивать, как минимум, вещание 6-9 телевизионных и примерно такого же числа ОВЧ ЧМ программ, а также работу различных систем транковой и пейджерной радиосвязи. В ближайшей перспективе - дальнейший рост числа теле- и радиопрограмм, появление на башнях новых антенных систем.

На новом этапе развития передающего антенного оборудования телерадиовещания и радиосвязи, в условиях наличия сложностей для строительства новых антенно-мачтовых сооружений, требуется реконструкция действующих башен с целью наращивания числа одновременно работающих радиосредств и использование для размещения антенн неспециализированных сооружений, а это, в свою очередь диктует необходимость создания соответствующих типов новых антенн и антенных систем. Новые антенны должны быть достаточно широкополосными (возможность излучения сигналов нескольких каналов или программ одной антенной), легкими (дополнительная нагрузка на башню или сооружение) и недорогими. Наиболее существенным все чаще оказывается относительно новый для сухопутных служб фактор: отсутствие свободного места на участках башен с типовыми сечениями, вследствие чего антенну приходится

размещать на нештатных местах, например на поясах пирамидального участка башни, ограждении рабочих площадок и т.п., в том числе - в непосредственной близости от затеняющих металлоконструкций.

Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно-техническая проблема дальнейшего развития теории, техники и элементной базы антенных устройств, применительно к задачам анализа, проектирования и реализации антенных систем, создания антенн с малым (до четырех) количеством облегченных излучателей в этаже, обеспечивающих круговую азимутальную диаграмму направленности (ДН) при затеняющем действии металлоконструкций башни.

Состояние вопроса в рассматриваемой области характеризуется следующими основными достижениями.

Обеспечение всенаправленной (близкой к круговой) диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, как правило, требуется для передачи радиовещания, телевидения, для центральных станций систем транковой подвижной связи. В разное время и для разных систем эта задача решалась различными средствами с использованием сильно отличающихся технических решений.

Наиболее очевидным из этих решений является размещение тонкой относительно длины волны антенны с вертикальной поляризацией на верху опоры с тем, чтобы излучение этой антенны не было бы затенено не прозрачными для радиоволн конструкциями или посторонними предметами. Такие антенны выполняются, например, в виде многоэтажных антенных решеток по одному вибратору в этаже (коллинеарные антенны) [58, 96] , производятся многими фирмами [42, 43, 45] и находят широкое применение в системах подвижной связи, преимущественно транковых. Очевидным недостатком такого рода антенн является необходимость их размещения на верху опоры - во избежание затенения телом опоры. Указанный недостаток существенен вообще, поскольку опора используется неинтенсивно, но особенно важен для настоящего времени, когда новые опоры почти не строятся из-за финансовых трудностей, а места на вер-

хушках имеющихся опор давно заняты. Другим недостатком коллинеарных антенн являются проблемы с механической прочностью: длинная тонкая антенна не может быть самонесущей конструкцией. Выход находится в упрочнении конструкции диэлектрических кожухов, требующихся для защиты от воздействия климатических факторов. Эти кожухи выполняются из пластика, упрочненного стекловолокном и, таким образом, выполняют сразу две функции. Однако, прочность их имеет предел, и высота реально осуществимой конструкции оказывается недостаточной для относительно длинных волн, в частности, метровых. В связи с этим для относительно высоких антенн используют металлическую опору, на которой закрепляют, на некотором расстоянии от опоры, вертикальные вибраторы один над другим по одному в этаже [44, 46, 47]. Разумеется, диаграмма направленности в горизонтальной плоскости при этом искажается; с этим мирятся, но, разумеется, это не перестает быть существенным недостатком.

Если необходимо использовать горизонтальную поляризацию, как, например, при передаче телевидения, используют турникетные антенны [47]. Недостатки этих антенн, применительно к современному положению вещей, по существу, те же, что и отмеченные выше - необходимость размещения на самом верху опоры и ограничение высоты, так как осевая несущая вертикальная труба должна быть относительно тонкой и потому не может быть высокой.

Размещение антенн по телу опоры гораздо более перспективно. Если на верху опоры можно разместить одну антенну, то по телу, например, типовой телевизионной опоры можно разместить до десяти и даже более антенн. Проблема затенения решается выполнением антенны в виде антенной решетки с требуемым для сохранения равномерности диаграммы направленности в горизонтальной плоскости числом излучателей в этаже [47]. Для телевизионных антенн, с учетом фазового сдвига между соседними излучателями, необходимого для компенсации отражений, это означает, что максимально допустимое расстояние между центрами ближайших излучателей должно быть около половины длины волны на рабочей частоте, т.е. при большом сечении опоры, харак-

терном для средних и нижних высотных отметок, число излучателей в этаже также должно быть большим. Таким образом получается, что при числе этажей, необходимом для обеспечения требуемого коэффициента усиления, антенна получается весьма сложной и дорогой. Вследствие упомянутых причин телевизионные антенны, особенно для дециметровых каналов, размещают только в верхней части опоры, где ее сечение относительно невелико (для типовой опоры 3803КМ-4 - на призме).

Под руководством А.Л. Бузова выполнен комплекс исследований, позволивших радикально сократить стоимость всенаправленных многоэлементных антенн, размещаемых вокруг опор большого поперечного сечения, в расчете на один передаваемый частотный канал [4, 8-14, 16-18, 70, 104, 121]: введено понятие изотропного схемно-пространственного мультиплексера, создан аппарат исследования, опирающийся на разложение характеристик направленности круговых излучателей по элементарным характеристикам эквивалентных кольцевых излучателей, установлены условия реализации круговых диаграмм направленности и развязки передатчиков, разработаны новые технические решения элементов соответствующих антенно-фидерных систем. Это обеспечило радикальное решение проблемы для систем, требующих значительного числа каналов, однако, для малоканальных систем оно вполне может оказаться избыточным. Так, для телевидения требуется обычно работа не более двух-трех каналов на общую антенну, для УКВ ЧМ радиовещания - до четырех. Ограничения на число одновременно работающих каналов на общую антенну обусловлены шириной полосы канала, шириной диапазона антенны, вмещаемой мощности, соображениями назначения частот с точки зрения взаимных помех, электромагнитной совместимостью, и т.п.

Для малоканальных систем число вибраторов в этаже антенной решетки при использовании опор большого поперечного сечения может быть сокращено за счет тангенциальной ориентации излучателей [15, 54, 67-69]. Тангенциальная ориентация излучателей предложена В.Д. Кузнецовым. Сущность ее в том, что

излучатели ориентируются так, что направление максимума диаграммы направленности каждого из них совпадает с касательной к окружности, на которой расположены фазовые центры излучателей, а центр самой окружности находится на вертикальной оси опоры. При этом расстояние между соседними излучателями должно быть таким, чтобы излучение от них было синфазным; само это расстояние может быть довольно большим (например, несколько длин волн), вследствие чего число излучателей для опоры большого сечения может быть сокращено во много раз. На внешней стороне ограждения верхней площадки опоры Самарского телецентра уже несколько лет успешно эксплуатируется разработанная и изготовленная СОНИИР антенная решетка на два дециметровых канала телевидения. Решетка содержит по четыре излучателя в этаже и практически не занимает полезного места на опоре, так как на ограждении этой площадки антенну какой-либо другой конструкции разместить невозможно.

Наряду с несомненными достоинствами, тангенциальная ориентация излучателей имеет и определенные ограничения в применении. В отличие от обычного, радиального расположения антенных элементов, когда эти элементы излучают в незатененное пространство, отдельные элементы антенной системы с тангенциальной ориентацией излучают в направлении друг друга, вследствие чего неизбежно затенение последующего элемента рефлектором предыдущего. Чтобы это затенение было несущественным, размеры излучающего элемента должны быть малы по сравнению с расстоянием между соседними элементами. Такое соотношение характерно для диапазона дециметровых волн, но на метровых волнах (диапазон ОВЧ) соответствующее соотношение размеров, как правило, не выполняется. Другое обстоятельство, впрочем, не столь существенное: для обеспечения равномерности диаграммы направленности антенной решетки в горизонтальной плоскости ширина диаграммы направленности элемента (по половинному полю) в этой же плоскости должна быть близка к 2п№, где N -число излучателей в этаже антенной решетки. Данное обстоятельство требует аккуратного проектирования и выполнения излучателей.

Имеются достаточные основания полагать, что проблема снижения влияния затеняющих металлоконструкций может быть решена на основе использования специальных металлических импедансных структур. По крайней мере один вариант реализации подобной структуры - на основе «четвертьволновых стаканов» - известен специалистам достаточно давно. Сущность его состоит в том, что на металлической опоре (тонкой относительно длины волны) укрепляются короткозамкнутые металлические же стаканы, оси которых совпадают с осью опоры. Длина стакана - четверть волны. Вертикальный вибратор (или несколько вибраторов один над другим) крепятся на той же опоре параллельно ей. Поскольку входное сопротивление четвертьволнового стакана весьма велико, опора в электрическом отношении оказывается рассеченной на изолированные участки длиной несколько больше четверти волны, что препятствует протеканию тока по ней. Результатом является ослабление влияния опоры на диаграмму направленности вибратора. Как уже указывалось выше, до работ автора в научно-технической литературе практически не развивалось указанное направление, нет сведении о создании и использовании таких конструкции и, тем более, не было сообщений об исследовании их свойств и о методиках проектирования, позволяющих получить устройства с требуемыми характеристиками.

Вместе с тем по антенно-фидерным устройствам с импедансными структурами имеется обширная литература, однако, в ней речь идет о создании направленности, а не о ее устранении [1, 5, 25-30, 66, 83-92, 94, 98]. Так, структуры типа «волновой канал», уже давно рассмотренные Яги и Уда, до сих пор широко применяются в приемных телевизионных антеннах для обеспечения направленного приема и увеличения коэффициента направленного действия. Известны аналогичные системы для обеспечения направленности средневолновых передающих радиовещательных антенн [5]. Было рассмотрено применение импедансных структур в системах с круговой симметрией для обеспечения многих возможных азимутальных направлений направленной диаграммы направленности при возбуждении только одного из многих излучающих элемен-

тов (остальные элементы - пассивные, образующие импедансную структуру). Импедансное покрытие проводника используется при передаче энергии вдоль однопроводной линии [86, 109]; примерно такой же механизм используется в однопроводных антеннах бегущей волны Бевереджа [2, 51]. Имеются работы по реализации линзовых антенн с использованием импедансных структур [107, 113]. Вопросам исследования, расчета и использования антенно-фидерных систем с импедансными структурами много внимания уделено в трудах О.Н. Те-решина, В.Д. Двуреченского, А.Ю. Федотова [25-30, 83-92]. Ими разработаны, в частности, синтез антенных устройств на основе линейных (одномерных) структур; синтез антенно-фидерных устройств, содержащих несколько (конечное число) таких структур; синтез антенно-фидерных устройств на основе двумерно-периодических нагруженных структур, а также ряд других вопросов. Однако, рассматривались только направленные антенны, в том числе, например, такой интересный теоретически и практически случай, как низкопрофильные направленные антенны.

Следует отметить также работы JI.C. Казанского [37-39], посвященные методам расчета антенн произвольной конфигурации, в том числе и включающих импедансные структуры.

Таким образом, в настоящее время отсутствуют разработанные в достаточной степени экономичные и эффективные методы и методики проектирования малоканальных антенно-фидерных устройств диапазонов ОВЧ и УВЧ, предназначенных для размещения возле затеняющих опор, а также соответствующие технические решения структур, обеспечивающих повышение радиопрозрачности металлоконструкций.

Цель работы - разработка методики электродинамического анализа антенных систем, включающих затеняющие металлоконструкции и импедансные структуры, методики и алгоритма проектирования таких систем и их составных частей; совершенствование элементной базы антенных устройств; создание на этой основе новых антенных систем радиосвязи и телерадиовещания ОВЧ и

УВЧ диапазонов, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций, в том числе в рамках комплексной реконструкции типовых башен.

Программа исследований

1 Разработка методики электродинамического анализа антенных систем, включающих импедансную структуру, вблизи затеняющих металлоконструкций: обоснование метода электродинамического анализа; разработка электродинамических моделей антенных систем с импедансными структурами; разработка алгоритмов анализа, проверка их внутренней сходимости, решение тестовых задач.

2 Анализ излучателей с импедансной структурой и разработка их элементов: анализ пространственных и импедансных свойств излучателей на основе вибраторов, размещаемых вблизи импедансных структур; разработка элементов излучателей с импедансной структурой для антенн вертикальной и горизонтальной поляризации; разработка методики расчета согласующе-симметрирующего устройства для симметричных вибраторов на основе трех-проводной линии.

3 Разработка методики и алгоритма проектирования антенных систем для телерадиовещания и радиосвязи, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций, в том числе в рамках комплексной реконструкции типовых башен: антенных систем вертикальной поляризации, размещаемых на электрически тонких опорах и поясах типовых башен; антенных систем горизонтальной поляризации, размещаемых на электрически тонких опорах и поясах типовых башен; двухполяризационных антенных систем.

4 Экспериментальные исследования и практическая реализация антенных систем, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций: экспериментальные исследования антенных систем, размещаемых на типовых башнях серии 3803КМ-4; экспериментальные исследования антенных систем для радиосвязи, размещенных на собственных электрически тонких опорах; практическая реализация разработанных антенных систем.

Методы исследования: математическое моделирование, аналитический аппарат электродинамики, аналитический аппарат теории линейных электрических цепей, численные методы расчета и анализа, численные методы оптимизации.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1 На основе развития известного метода обобщенных эквивалентных схем предложены и разработаны электродинамические модели антенных систем, включающих излучатели, импедансные структуры и элементы металлоконструкций, учитывающие как продольное, так и поперечное распределение поверхностного тока в проводниках, образующих систему. Обоснован способ представления обобщенных эквивалентных цепей в виде однолинейных схем.

2 Обоснованы и построены эквивалентные схемы и соответствующие системы линейных алгебраических уравнений для соосных проводников, систем гальванически не связанных проводников и систем проводников, сходящихся в одном узле. Получены соотношения для расчета коэффициентов линейных уравнений для плоских пластин (плоских сегментов частичных областей) переменной ширины при их произвольной ориентации, включая замкнутые выражения для собственных коэффициентов.

3 Разработаны методика и алгоритм анализа антенных систем, включающих затеняющие металлоконструкции и импедансные структуры, на основе электрически широких плоских и цилиндрических проводников произвольной ориентации.

4 Разработаны методика и алгоритм проектирования антенных систем, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций, с оптимальными пространственными характеристиками.

Практическая ценность

1 Разработанные в диссертации подходы, модели, методики и алгоритмы анализа и проектирования антенных систем, размещаемых вблизи затеняющих

металлоконструкций, позволяют расширить круг решаемых задач проектирования излучающих систем благодаря расширению диапазона допустимых перепадов геометрических размеров проводников и увеличению многообразия вариантов их взаимного расположения.

2 На базе проведенных теоретических исследований разработаны практические рекомендации по выбору вариантов размещения антенных систем телерадиовещания и связи ОВЧ и УВЧ диапазонов вблизи затеняющих металлоконструкций, включая способы повышения их радиопрозрачности.

3 На основе результатов исследований разработаны импедансные структуры, обеспечивающие повышение радиопрозрачности металлоконструкций, новые варианты конструкции излучателей и их элементов. Предложены и за-щищенны патентами новые технические решения. Разработаны типоразмеры импедансных структур и излучателей для телерадиовещания в ОВЧ диапазоне.

4 Разработаны принципы, методика проектирования и комплекс технических решений, обеспечивающие существенное увеличение числа антенн телерадиовещания и радиосвязи при комплексной реконструкции типовых башен радиотелецентров и ретрансляторов.

5 Разработаны методика проектирования и технические решения, обеспечивающие разработку антенных систем с оптимальными техническими характеристиками, размещаемых на тонких опорах или поясах башен.

Реализация результатов работы

Результаты диссертационной работы использовались в НИР "Структура" и "Башня", выполненных СОНИИР при непосредственном участии автора по заказу Госкомсвязи России. Результаты использованы при разработке базовых технических решений для антенн радиосвязи, радиовещания и телевидения, включены в "Рекомендации по применению антенн с импедансными структурами и их установке на существующих типовых опорах", внедрены в типовые проекты размещения антенно-фидерных устройств на типовых башнях, а также

в антенные системы, разработанные при непосредственном участии автора и успешно эксплуатирующиеся на объектах Госкомсвязи России.

Основные научные и прикладные результаты диссертационной работы использованы при выполнении комплекса работ в интересах МО РФ и ФАПСИ (ОКР «Место», «Вибратор-2», «Плоскость») и внедрены в соответствующих воинских частях и учреждениях при разработке предложений по созданию технических средств с улучшенными оперативно-техническими характеристиками, при выработке тактико-технических требований к антенно-фидерным системам технических средств связи нового поколения, при планировании мероприятий по повышению оперативно-технических возможностей технических средств ряда объектов МО РФ, при создании и модернизации оборудования специальной подвижной связи, при модернизации оборудования ряда объектов мест постоянного пребывания абонентов подсистемы специальной УКВ радиосвязи, при разработке с непосредственным участием автора ряда изделий.

Реализация результатов работы и достигнутый эффект подтверждены соответствующими актами.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы и приложений. Основная часть работы содержит 124 страницы машинописного текста, 71 страницу рисунков и таблиц. Список литературы содержит 133 наименования.

Раздел 1 посвящен разработке методики электродинамического анализа антенных систем, включающих импедансные структуры и размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций.

Сформулированы основные особенности объекта исследования и осуществлен выбор метода электродинамического анализа. Показано, что адекватное описание антенной системы вблизи металлоконструкции требует учета в составе объекта системы произвольно ориентированных проводников круглого и

плоского сечения с большими отношениями поперечных размеров к продольным для однородных участков и большими перепадами поперечных размеров.

Проведенное сравнительное исследование существующих методов электродинамического анализа подобных систем, применительно к особенностям объекта, показало, что в наибольшей степени предъявляемым требованиям отвечает метод обобщенных эквивалентных схем.

Разработаны электродинамические модели антенных систем с импеданс-ными структурами. Предложен способ представления обобщенных эквивалентных цепей в виде однолинейных схем. Составлены эквивалентные схемы и получены соответствующие системы линейных алгебраических уравнений для коаксиальных систем проводников, для систем проводников, не связанных гальванически, и для систем проводников, сходящихся в одном узле.

Разработаны методики и алгоритмы анализа антенных систем с импе-дансными структурами. Получены соотношения для расчета коэффициентов линейных уравнений для плоской пластины переменной ширины. При этом для собственных коэффициентов получено замкнутое выражение, позволяющее избежать численного интегрирования в особых точках. Получены соотношения для расчета коэффициентов линейных уравнений для плоских пластин переменной ширины, оси которых произвольно ориентированы в пространстве.

С целью оценки внутренней сходимости и подтверждения точности и работоспособности методики проведено решение тестовых задач. В результате установлено, что разработанный алгоритм имеет достаточно высокую внутреннюю сходимость. Получено хорошее совпадение результатов решений тестовых задач с аналогичными результатами, полученными известными методами.

Раздел 2 посвящен анализу и оптимизации антенных систем с импеданс-ной структурой и их элементов.

Предложен критерий оценки пространственных характеристик излучателей с импедансной структурой вблизи затеняющей металлоконструкции в виде коэффициента равномерности, определяемого как минимум ДН излучателя,

нормированной к максимуму ДН этого же излучателя в свободном пространстве, позволяющий, одновременно с неравномерностью ДН, оценивать изменение

кнд.

Проведен анализ излучателей на основе вибраторов вблизи импедансных структур с замкнутыми элементами при вертикальной поляризации. Установлено, что затеняющее действие в этом случае, в основном, обусловлено вертикальными элементами (поясами). Исследованы зависимости коэффициента равномерности от геометрических параметров структуры. Показано, что оптимальная (в смысле максимальной широкополосности при заданном коэффициенте равномерности) длина элемента структуры однозначно определяется отношением характерных поперечных размеров элемента и пояса, а оптимизация структуры может быть сведена к оптимизации указанного отношения. Определены параметры оптимальной структуры.

Исследовано влияние на характеристики излучателя вертикальной поляризации удаленных поясов (при различных вариантах их оснащения секциями структуры), фидеров выше расположенных антенн и ограничения вертикального размера секции структуры (при различном числе этажей). Получены необходимые данные для проектирования.

Проведен анализ различных типов излучателей горизонтальной поляризации (турникетного типа, трехвибраторный, уголковый и двойной уголковый) вблизи импедансных структур с замкнутыми элементами. Установлено, что затеняющее действие в этом случае, в основном, обусловлено горизонтальными элементами (распорками). Показано, что параметры оптимальной структуры на распорках оказываются практически такими же, как для излучателей вертикальной поляризации.

Исследовано влияние на характеристики излучателей горизонтальной поляризации удаленных частей распорки. На этой основе получены необходимые данные для проектирования.

Проведен анализ излучателей на основе вибраторов вблизи импедансных структур с незамкнутыми элементами при вертикальной поляризации. Исследованы зависимости коэффициента равномерности от геометрических параметров структуры. Обоснован набор существенных варьируемых геометрических размеров структуры. Разработан алгоритм и проведена оптимизация структуры по критерию максимальной широкополосности при заданном коэффициенте равномерности. Полученные результаты образуют необходимую основу проектирования.

Проведено исследование импедансных характеристик вибраторов. Разработан алгоритм и выполнена оптимизация симметрирующе-согласующего устройства в виде трехпроводной линии для исследованных типов вибраторов по критерию максимальной широкополосности.

Раздел 3 посвящен проектированию антенных систем для телерадиовещания и радиосвязи, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций, в том числе при комплексной реконструкции типовых башен.

На основе результатов теоретических исследований разделов 1 и 2 разработан алгоритм проектирования антенных систем, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций. Выработаны общие рекомендации, сформулированы критерии и определены методики решения задач различных этапов проектирования.

Сформулированы рекомендации по выбору участка размещения, и определению его конфигурации на предварительном этапе проектирования. Разработана классификация мест установки.

Разработаны номенклатура типов, технические решения, ряды исполнений и типоразмерные ряды излучающих элементов, элементов и секций импедансных структур, образующие элементную базу проектирования.

Разработан общий алгоритм проектирования антенных систем, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций, включающий выбор оптимальных технических решений излучающего элемента и секции импедансной

структуры для данного комплекса технических требований и типа конфигурации места установки, определение типа и выбор оптимального варианта исполнения антенной системы, уточнение оптимального варианта размещения элементов антенной системы на заданном участке.

Разработаны рекомендации по решению на заключительном этапе проектирования технологических вопросов с учетом условий эксплуатации (климатические факторы, допустимые механические нагрузки и т.п.), требований по удобству эксплуатации и технического обслуживания, а также специальных требований.

Разработаны модификации общего алгоритма проектирования с учетом специфики антенных систем вертикальной, горизонтальной поляризации и двухполяризационных систем. Выполнена программная реализация модификаций алгоритмов проектирования.

На основе разработанных рекомендаций, методик, алгоритмов и программ выполнено проектирование антенных систем ОВЧ телерадиовещания вертикальной и горизонтальной поляризаций для установки на нештатных участках башни вблизи затеняющих металлоконструкций и двухполяризационной антенной системы радиосвязи. Проведенный расчет характеристик разработанных антенных систем подтвердил достижение заданных высоких значений основных показателей назначения.

В разделе 4 отражены результаты экспериментальных исследований и практической реализации антенных систем, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций.

Проведены экспериментальные исследования моделей антенных систем вертикальной поляризации: для радиовещания в диапазоне 100... 108 МГц, размещаемой на башне серии 3803КМ-4 между отметками 124 м и 128 м и включающей секции импедансной структуры на 3-х поясах; диапазона 600 Мгц, размещаемой на собственной опоре, оснащенной импедансной структурой с замкнутыми и незамкнутыми элементами.

Проведены экспериментальные исследования моделей антенных систем горизонтальной поляризации: для телевизионного вещания на 1-м ТВ канале, размещаемой на поясе башни серии 3803КМ-4 между отметками 80 м и 88 м и выполненной на основе турникетного типа и трехвибраторного излучателей; для радиовещания в диапазоне 65,9...74 МГц, размещаемой на поясе башни серии 3803КМ-4 между отметками 80 м и 88 м, выполненной на основе уголкового излучателя и включающей секции импедансной структуры на распорках.

Разработаны и реализованы двухполяризационные антенные системы для вынесенных и быстроразворачиваемых радиостанций подвижной радиосвязи; антенна горизонтальной поляризации 1-го телевизионного канала. Проведены натурные испытания упомянутых антенных систем.

Результаты экспериментальных исследований и натурных испытаний подтверждают достижение заданных при проектировании качественных показателей, что свидетельствует о состоятельности и достоверности основных научных и научно-прикладных результатов диссертационной работы.

В Заключении сформулированы основные выводы и результаты диссертационной работы.

В Приложении 1 приведены типоразмеры излучающих элементов антенных систем вертикальной и горизонтальной поляризации.

В Приложении 2 приведен внешний вид практически реализованных антенных систем.

В Приложении 3 помещены акты внедрения результатов диссертационной работы.

На защиту выносятся:

1 Электродинамические модели антенных систем, включающих излучатели, импедансные структуры и металлоконструкции, учитывающие как продольное так и поперечное распределение поверхностного тока в проводниках.

2 Обобщенные эквивалентные схемы антенных систем и соответствующие системы линейных алгебраических уравнений для соосных проводников, систем гальванически не связанных проводников и систем проводников, сходящихся в одном узле; соотношения для расчета коэффициентов линейных уравнений для плоских пластин переменной ширины при их произвольной ориентации, замкнутые выражения для собственных коэффициентов.

3 Методика, алгоритм и результаты анализа антенных систем, включающих затеняющие металлоконструкции и импедансные структуры, на основе электрически широких плоских и цилиндрических проводников произвольной ориентации.

4 Методика, алгоритм и результаты проектирования антенных систем в том числе с импедансными структурами, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций, включая новые технические решения.

Основные положения и результаты работы докладывались на Российской научно-технической конференции, посвященной 40-летию ПИИРС (Самара, 1996), 4-й Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация и связь» (Воронеж, 1998), Научно-техническом семинаре МНТОРЭС им. A.C. Попова «Новое в телерадиовещании и радиосвязи» (Псков, 1998), Российской научно-технической конференции ПГАТИ (Самара, 1999). Результаты диссертационных исследований опубликованы в монографии, изданной издательством «Радио и связь» в 1998 г. (в соавторстве), в 2-х разделах монографии (автор - научный руководитель соискателя), изданной издательством «Радио и связь» в 1997 г, 6 статьях в научно-технических журналах, 6 публикациях в виде тезисов докладов. Новые технические решения защищены авторским свидетельством и 2 патентами.

1 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА АНТЕННЫХ СИСТЕМ, ВКЛЮЧАЮЩИХ ИМПЕДАНСНЫЕ СТРУКТУРЫ И РАЗМЕЩАЕМЫХ ВБЛИЗИ ЗАТЕНЯЮЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ

1.1 Характеристика объекта исследования и выбор метода электродинамического анализа

С точки зрения электродинамики антенная система, расположенная на металлической трубчатой опоре характеризуется наличием, кроме проводников вибраторов собственно антенны, проводников различных размеров и формы.

Это, прежде всего, металлоконструкции самой опоры: пояса, распорки и раскосы (рис. 1.1).

Пояса опоры обычно представляют собой металлические трубы с наружной поверхностью в виде круговых цилиндров (диаметром 150...500 мм для башни 3803КМ-4 и аналогичных). Число поясов определяет форму поперечного сечения опоры. В большинстве случаев их три или четыре. В частности, на рис. 1.1 показан фрагмент опоры квадратного сечения с четырьмя поясами.

Распорка обычно представляет собой жесткую многоугольную (в плане) горизонтально ориентированную конструкцию из нескольких (по числу поясов) прямолинейных металлических элементов круглого сечения (для башни 3803КМ-4 их диаметр 50.. .250 мм). Расстояние между распорками изменяется в зависимости от высотной отметки (увеличивается с уменьшением высоты) и обычно лежит в пределах 2...8 м.

Раскосы представляют собой металлические элементы (жесткие или гибкие), ориентированные по диагоналям четырехугольников, образованных поясами и смежными распорками в пределах одной грани. Их диаметр колеблется в пределах 20.. .200 мм.

Основные элементы конструкции опоры

Раскосы

Помимо перечисленных основных элементов опоры, в зоне размещения антенн могут находиться и другие, не показанные на рис. 1.1 металлические тела: лестницы, тросы лебедок, метеореи, площадки, ограждения, фидеры и прочее технологическое оборудование.

Таким образом, для излучателей как вертикальной, так и горизонтальной поляризации опора представляет собой рассеиватель с весьма сложной пространственной конфигурацией составляющих его проводников. Согласно пространственной теореме эквивалентности [20], поле рассеяния в данном случае обусловлено излучением системы поверхностных токов проводимости, индуцированных в этих проводниках полем антенны. Интерференция в дальней зоне между полем рассеяния и первичным полем антенны приводит к искажению характеристик направленности, в чем, собственно, и состоит явление затенения.

Очевидно, что ослабление затеняющего действия опоры может быть обеспечено либо ослаблением поля рассеяния, либо формированием такого его пространственного распределения, при котором интерференция первичного поля и поля рассеяния в дальней зоне обеспечивает характеристику направленности, близкую к исходной. Первый вариант предполагает уменьшение тем или иным способом величин наведенных токов, а второй - обеспечение их необходимого амплитудного и фазового распределения.

И в том и в другом случае в локальных областях (сечениях проводников) рассеивателя, по существу, должны быть обеспечены соответствующие импе-дансные условия, причем их выполнение может быть реализовано соответствующим изменением конфигурации рассеивателя, включая введение новых элементов.

Таким образом, рассеиватель должен быть дополнен импедансной структурой, обеспечивающей в заданных локальных областях либо существенное уменьшение тока (первый вариант), либо необходимые значения его амплитуды и фазы (второй вариант).

Элемент импедансной структуры, обеспечивающий «разрыв» тока в заданном сечении, будем называть замкнутым, а элемент, обеспечивающий конечный наведенный ток с необходимой амплитудой и фазой - незамкнутым. Поясним терминологию. Как будет показано ниже, в первом случае действие элемента не связано с излучением (точнее, излучение резко уменьшается), и необходим гальванический контакт между ним и опорой (элемент замкнут на опору). Во втором случае, полезный эффект связан именно с излучением, элемент представляет собой пассивный переизлучатель, а замыкание его на опору не требуется.

Сложный характер и разнообразие конфигураций металлоконструкций опор различных типов на различных участках позволяет предположить, что для успешного решения задачи повышения радиопрозрачности понадобится максимально широкая номенклатура форм и размеров элементов импедансных структур обоих типов.

Итак, объект исследования - излучатели вблизи металлоконструкций с дополнительными импедансными структурами - представляет собой систему проводников, имеющих существенно различные длины, на порядок и более различающиеся поперечные размеры, различную форму и ориентацию в пространстве. Все это существенно для электродинамического анализа.

Для элементов импедансной структуры имеется дополнительное специфическое обстоятельство, влияющее на выбор методики их электродинамического анализа. Хотя в нашем случае существенным является характер диаграммы направленности (что, вообще говоря, требует меньшей точности, чем расчет входных сопротивлений), обеспечение выполнения импедансных условий предполагает необходимость достаточно точного расчета импедансов элементов. Это связано, в частности, с тем, что для проводников (особенно вблизи резонансных длин) характерно быстрое изменении фазы переизлученного сигнала при относительно небольших изменениях физических размеров элемента

структуры, что приводит к существенным изменениям результирующей диаграммы направленности.

Остановимся собственно на выборе метода электродинамического анализа. Распределение токов обычно находится путем решения интегрального уравнения [7, 21-24, 31-33, 41, 49, 52, 53, 55-57, 59, 61-65, 71-73, 76-82, 97, 99-103, 105, 106, 108, 111, 112, 114, 115]. Нашему случаю, когда исследованию подлежат антенные системы, в основном состоящие из вибраторных антенн и трубчатых конструкций опоры и, следовательно, направление токов ожидается вдоль упомянутых элементов, соответствуют методы решения, использующие так называемое тонкопроволочное приближение [7, 31-33, 49, 52, 53, 55-57, 59, 71-73, 76-82, 97, 99-103, 105, 106, 108, 111, 112, 114, 115]. Данный термин не означает, что исследуемые проводники должны быть весьма тонкими - они могут быть не проволочными, а состоять из относительно толстых стержней; смысл термина в том, что пренебрегают теми токами, которые текут не параллельно оси, например, торцевыми. Использование численного решения такого интегрального уравнения с точным ядром [73] или с приближенным ядром для полных областей [81, 99] обеспечивает расчет входных сопротивлений с высокой степенью точности, но не универсально в смысле расчета проволочных систем с произвольной конфигурацией осей проводов и значительного различия их радиусов. Использование частичных областей [50, 60], в частности, с кусочно-постоянным базисом, обеспечивает возможность создания программных комплексов с высокой степенью универсальности в части различных конфигураций осей проводников, т.е. длины и взаимного расположения (включая углы между осями) отрезков проводов, составляющих систему; при этом точность определения токов обычно достаточна для расчета диаграмм направленности, но часто не достаточна для расчета входных сопротивлений. Кроме того, не обеспечивается расчет в широком диапазоне радиусов проводов и при сильно отличающихся радиусах проводников (например, более чем в три раза).

Как видим, методы расчета проволочных систем с помощью численного решения интегральных уравнений не в полной мере отвечают требованиям поставленной нами задачи. Действительно, методы, использующие интегральные уравнения с точным ядром (предполагающие распределение токов по поверхности проводов, что хорошо соответствует истинной физической картине явления) не могут быть использованы из-за того, что объект исследования представляет собой произвольно расположенные проводники с сильно отличающимися радиусами; по той же причине затруднено применение методов интегральных уравнений с простым ядром (предполагающих локализацию тока по оси провода, что, в общем, истинной физической картине не соответствует), использующих полные области. Методы интегральных уравнений с простым ядром при частичных областях могут быть использованы, поскольку удобны для анализа систем проводников произвольной длины с произвольно ориентированными осями, однако, из-за медленной сходимости и недостаточного диапазона допустимых радиусов проводников, нельзя ожидать, что точность расчета, достигнутая их использованием, будет достаточна для наших целей.

От упомянутых недостатков свободен метод обобщенных эквивалентных цепей, предложенный Л.С. Казанским [37-39]. Метод обладает высокой точностью при расчете систем произвольно расположенных проводников в весьма широком диапазоне их радиусов. Вместе с тем использование метода в специфических случаях предполагает предварительную разработку соответствующих методик. Так, в отличие от методов интегральных уравнений с простым ядром и частичными областями, где для определения системы достаточно указание координат концов проводов, использование метода обобщенных эквивалентных схем предполагает, кроме того, необходимость прямых указаний на наличие гальванических контактов между проводниками. Это обстоятельство, являясь несомненным достоинством метода, обеспечивая определенность, однозначность и точность, требует разработки соответствующей эквивалентной схемы для специфической конфигурации проводников, или типовой группы конфигу-

раций, и составления системы уравнений в соответствии с этой эквивалентной схемой. Кроме того, метод для полного соответствия нашим целям, должен быть развит в части его распространения на возможность расчета, кроме круг-лоцилиндрических проводников, еще и плоских пластин.

Подводя итог, заключаем, что при выполнении наших исследований должен быть использован метод обобщенных эквивалентных цепей, для чего необходима разработка методик, отражающих специфику предмета исследования.

1.2 Разработка электродинамических моделей антенных систем с импедансными структурами

В данном подразделе будут рассмотрены обобщенные эквивалентные схемы и соответствующие им системы линейных уравнений для систем проводников, образующих элементы импедансных структур и групп вибраторов, формирующих всенаправленное излучение в горизонтальной плоскости. Для упрощения и ясности рисунка мы будем приводить эквивалентные схемы в однолинейном изображении. При этом будет верно и наглядно отображено общее построение цепи, включая наличие и место гальванических контактов между отдельными проводниками системы. В то же время мы всегда будем иметь ввиду, что, согласно [37, 38], в обобщенной эквивалентной схеме имеются, кроме собственных сопротивлений ветвей (участков) и собственных проводимостей узлов, взаимные сопротивления между каждыми двумя участками («каждый с каждым»), отображающими взаимодействие токов, и взаимные проводимости между каждыми двумя узлами (тоже «каждый с каждым»), отображающими взаимодействие зарядов.

Рассмотрим элемент импедансной структуры типа «четвертьволновый стакан» [119-123, 125, 127], рис.1.2. На отрезке металлической опоры с радиусом Г] и длиной li+l2 укреплен тонкостенный цилиндр радиусом г2 и длиной 13 . В верхней части цилиндр соединен с опорой, снизу открыт, таким образом, получается короткозамкнутая коаксиальная линия. В окрестностях часто-

ты, для которой длина линии 13 составляет четверть волны, входное сопротивлении линии велико, так что опора получается электрически разъединенной в сечении, соответствующем открытому концу линии, обозначенном на рис. 1.2 стрелкой с буквой а.

Рассмотрим два варианта эквивалентных схем элемента структуры рис. 1.2. Они изображены на рис. 1.3 с указанием радиусов и длин отдельных проводников. Точками обозначены концы участков, на которые условно разделяются проводники для выполнения расчетов.

В первом варианте (рис. 1.3 а) один из участков включено сосредоточенное сопротивление равное входному сопротивлению короткозамкнутой коаксиальной линии.

Составим систему линейных алгебраических уравнений, соответствующую обобщенной эквивалентной схеме.

ъх 111+г1212+г1з1з+...+г1Ь11+...+гш1]ч+а11и1+а12и2+....+ашим=Е1

г2111 +г2212+г231з+.. .+г2ь1ь+. • .+г2К1м+а2 ^+а22и2+... .+а2мим=Е2

111 +ZL2h+ZLзh+...+(ZLL+Zвx)lL+.. .+гш1к+аь! и]+аь2и2+... .+ашим=Еь

................................................................................................................... (1.1)

111 +2к212+7кз1з+- ■ • 1 И]+ак2и2+...

Ь1111+Ь1212+Ь1з1з+...+Ь1.к.,1к.1+Ьш1ы+Упи]+У12и2+....+У1Мим=0

ЬМ11!+Ьм212+Ьмз1з+---+Ьм,м-11м-1+Ьмк1м+^м1 и1+Ум2и2+....+¥ммим-0

Здесь общее число участков N=N1+ ]Ч2+ N3, N1 , N2 , N3 - числа участков в проводах 1, 2, 3; М - число узлов, в которых ищется напряжение; на рис. 1.3 а они обозначены точками. Число участков, и, следовательно, число узлов задаются даже для конкретной схемы в общем виде, с тем, чтобы при выполнении расчетов можно было бы осуществлять проверку сходимости.

Цилиндрический замкнутый элемент импедансной структуры

2гг

1 Г ---

VI4 р 1 1 1

и 1 ' 1.1 и! 2Г2

2 1,1

Заключение диссертации по теме «Антенны, СВЧ устройства и их технологии», Носов, Николай Александрович

5 Основные результаты, представленные в настоящем разделе опубликованы в работах [120, 121, 123-126, 129, 133].

6 Предложенные новые технические решения защищены авторским свидетельством и патентами [116, 117, 130].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения работы получены следующие основные результаты.

1 Разработана методика электродинамического анализа антенных систем, включающих импедансную структуру и размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций.

1.1 На основе обзора существующих методов, пригодных для анализа подлежащих исследованиям импедансных структур, установлено, что в наибольшей степени особенностям объекта исследования отвечает метод обобщенных эквивалентных схем при условии развития его в направлении обеспечения возможностей анализа соосных проводников и плоских пластин.

1.2 Предложен способ представления обобщенных эквивалентных цепей в виде однолинейных схем. Составлены эквивалентные схемы и системы линейных алгебраических уравнений для проводников, один из которых находится внутри другого; для систем проводников, не связанных гальванически; для систем проводников, сходящихся в одном узле.

1.3 Получены соотношения для расчета коэффициентов линейных уравнений для плоской пластины переменной ширины; при этом для собственных коэффициентов получено замкнутое выражение, позволяющее избежать численного интегрирования в особых точках.

1.4 Получены соотношения для расчета коэффициентов линейных уравнений для плоских пластин переменной ширины, оси которых произвольно ориентированы в пространстве.

1.5 Проведенное решение тестовых задач показало достаточно высокую внутреннюю сходимость разработанного алгоритма и хорошее совпадение результатов расчетов с аналогичными результатами, полученными известными методами.

2 Проведен анализ излучателей с импедансной структурой и выполнена разработка их элементов.

2.1 Предложен критерий оценки пространственных характеристик излучателей с импедансной структурой вблизи затеняющей металлоконструкции в виде коэффициента равномерности, определяемого как минимум ДН излучателя, нормированной к максимуму ДН этого же излучателя в свободном пространстве, что позволяет, одновременно с неравномерностью ДН, оценивать изменение КНД.

2.2 Проведен анализ излучателей на основе вибраторов вблизи импеданс-ных структур с замкнутыми элементами при вертикальной поляризации. Установлено, что затеняющее действие в этом случае, в основном, обусловлено вертикальными элементами (поясами). Исследованы зависимости коэффициента равномерности от геометрических параметров структуры. Показано, что оптимальная длина элемента структуры однозначно определяется отношением характерных поперечных размеров элемента и пояса, а оптимизация структуры может быть сведена к оптимизации указанного отношения. Определены параметры оптимальной (в смысле максимальной широкополосности при заданном коэффициенте равномерности) структуры.

2.3 Исследовано влияние на характеристики излучателя вертикальной поляризации удаленных поясов (при различных вариантах их оснащения секциями структуры), фидеров выше расположенных антенн и ограничения вертикального размера секции структуры (при различном числе этажей). Получены необходимые данные для проектирования.

2.4 Проведен анализ различных типов излучателей горизонтальной поляризации (турникетный, трехвибраторный, уголковый и двойной уголковый), расположенных вблизи импедансных структур с замкнутыми элементами. Установлено, что затеняющее действие в этом случае, в основном, обусловлено горизонтальными элементами (распорками). Показано, что параметры оптимальной структуры на распорках оказываются практически такими же, как для излучателей вертикальной поляризации.

2.5 Исследовано влияние на характеристики излучателей горизонтальной поляризации удаленных частей распорки. На этой основе получены необходимые данные для проектирования.

2.6 Проведен анализ излучателей на основе вибраторов вблизи импеданс-ных структур с незамкнутыми элементами при вертикальной поляризации. Исследованы зависимости коэффициента равномерности от геометрических параметров структуры. Обоснован набор существенных варьируемых геометрических размеров структуры. Разработан алгоритм и проведена оптимизация структуры по критерию максимальной широкополосности при заданном коэффициенте равномерности. Полученные результаты образуют необходимую основу проектирования.

2.7 Проведено исследование импедансных характеристик вибраторов. Разработан алгоритм и выполнена оптимизация симметрирующе-согласующего устройства в виде трехпроводной линии для исследованных типов вибраторов по критерию максимальной широкополосности.

3 Решены задачи проектирования антенных систем для телерадиовещания и радиосвязи, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций.

3.1 На основе результатов теоретических исследований разработан алгоритм проектирования антенных систем, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций. Выработаны общие рекомендации, сформулированы критерии и определены средства решения задач различных этапов проектирования.

3.2 Сформулированы рекомендации по выбору участка размещения и определению его конфигурации на предварительном этапе проектирования. Разработана классификация мест установки, включающая шесть основных типов конфигурации.

3.3 Разработаны номенклатура типов, типовые технические решения, ряды исполнений и типоразмерные ряды излучающих элементов, элементов и секций импедансных структур, образующие элементную базу проектирования.

3.4 Разработан общий алгоритм проектирования антенных систем, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций (основной этап проектирования), включающий выбор оптимальных технических решений излучающего элемента и секции импедансной структуры для данного комплекса технических требований и типа конфигурации места установки, определение типа и выбор оптимального варианта исполнения антенной системы, уточнение оптимального варианта размещения элементов антенной системы на заданном участке.

3.5 Разработаны критерии и рекомендации по решению на заключительном этапе проектирования технологических вопросов с учетом условий эксплуатации (климатические факторы, допустимые механические нагрузки и т.п.), требований по удобству эксплуатации и технического обслуживания, а также специальных требований.

3.6 Разработаны модификации общего алгоритма проектирования с учетом специфики антенных систем вертикальной, горизонтальной поляризации и двухполяризационных систем. Выполнена программная реализация модификаций алгоритмов проектирования.

3.7 На основе разработанных рекомендаций, методик, алгоритмов и программ выполнено проектирование антенных систем вертикальной и горизонтальной поляризации для телерадиовещания, размещаемых на нештатных участках башен и двухполяризационных антенных систем радиосвязи.

3.8 Проведенный расчет характеристик антенных систем, разработанных на основе предложенных методик и алгоритмов, подтверждает достижение требуемых значений основных характеристик.

4 Выполнены экспериментальные исследования и осуществлена практическая реализация антенных систем, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций.

4.1 Проведены экспериментальные исследования модели антенной системы вертикальной поляризации для радиовещания в диапазоне 100. 108 МГц, размещаемой на башне серии 3803КМ-4 между отметками 124 ми 128 ми включающей секции импедансной структуры на 3-х поясах.

4.2 Проведены экспериментальные исследования модели антенной системы вертикальной поляризации диапазона 600 Мгц, размещаемой на собственной опоре, оснащенной импедансной структурой с замкнутыми и незамкнутыми элементами.

4.3 Проведены экспериментальные исследования модели антенной системы горизонтальной поляризации для телевизионного вещания на 1-м ТВ канале, размещаемой на поясе башни серии 3803КМ-4 между отметками 80 м и 88 м в двух вариантах исполнения: на основе турникетного и трехвибраторного излучателей.

4.4 Проведены экспериментальные исследования модели антенной системы горизонтальной поляризации для радиовещания в диапазоне 65,9.74 МГц, размещаемой на поясе башни серии 3803КМ-4 между отметками 80 м и 88 м, выполненной на основе уголкового излучателя и включающей секции импедансной структуры на распорках.

4.5 Разработаны, реализованы и успешно эксплуатируются двухполяри-зационные антенные системы для вынесенных и быстроразворачиваемых радиостанций подвижной радиосвязи и антенна горизонтальной поляризации 1-го телевизионного канала. Проведены натурные испытания разработанных антенных систем.

4.6 Результаты экспериментальных исследований и натурных испытаний подтверждают достижение заданных при проектировании качественных показателей, что свидетельствует о состоятельности и достоверности основных научных и научно-прикладных результатов диссертационной работы.

5 Результаты диссертационной работы внедрены в практику разработки, проектирования и эксплуатации радиотехнических средств специального назначения.

5.1 Предложенный автором подход к разработке антенных систем использован при выработке тактико-технических требований в технических заданиях на разработку новых изделий военного назначения.

5.2 Механизм проектирования двухполяризационных антенных систем использован и используется при создании нового поколения антенно-фидерных систем центральных и мобильных комплексов технических средств связи, предназначенных для обеспечения устойчивой радиально-зоновой радиосвязи в соответствии с «Планом первоочередных мероприятий .», утвержденных Председателем Правительства Российской Федерации в январе 1997 года.

5.3 Результаты диссертации при непосредственном участии автора использованы при реализации антенных комплексов «Луч» и «Луч-1», предназначенных для обеспечения многоканальной УКВ радиосвязи подсистемы «Кав-каз-7», принятых на вооружение и поставленных в воинские части МО.

5.4 Возможность проектирования антенных систем на уникальных и нестандартных объектах, а также на участках башен в виде пространственной решетки из металлоконструкций различного сечения использована при повышении существующих оперативно-технических возможностей технических средств ряда объектов МО РФ путем установки серийных АФУ с круговой зоной уверенного приемо-передачи на любые участки металлических башен вместо занятых верхних площадок без изменения установленной зоны обслуживания.

5.5 Основные научные и прикладные результаты диссертационной работы использованы при выполнении комплекса работ в интересах МО РФ и ФАПСИ и внедрены в воинских частях и учреждениях указанных структур при создании и модернизации оборудования специальной подвижной связи.

5.6 Основные теоретические положения и выводы диссертации использованы при разработке предложений по созданию технических средств с улучшенными оперативно-техническими характеристиками для обеспечения многоканальной УКВ радиосвязи и при выработке соответствующих технических требований на разработанные к настоящему времени, разрабатываемые и перспективные изделия в рамках ОКР «Место», «Вибратор-2», «Плоскость».

5.7 При модернизации оборудования ряда объектов мест постоянного пребывания абонентов подсистемы специальной УКВ радиосвязи использованы разработанные на основе результатов диссертации методы проектирования антенных систем на оставшихся свободных участках существующих башен объектов, ранее не используемых для размещения антенн с круговой диаграммой направленности в связи с громоздкостью решений и невозможностью установки антенн простых конструкций. Проектные решения отражены в соответствующей документации, выполненной с участием автора в рамках ЧТЗ «Место-1» и «Место-2».

5.8 Использование разработанных при участии автора с применением положений диссертации технических решений в АФУ перевозимых и стационарных технических средств связи позволило сократить площади под установку антенн, улучшить показатели быстроразворачиваемости, транспортабельности, скрытости, уменьшить неравномерность диаграммы направленности в горизонтальной плоскости и повысить надежность систем в целом.

6 Результаты диссертационной работы внедрены в область разработки, производства и эксплуатации отрасли «Связь».

6.1 В СОНИИР выполняются научно-исследовательские работы по разработке новых принципов построения ОВЧ антенно-фидерных устройств с использованием импедансных структур для радиосвязи, радиовещания и телевидения с целью типовой комплексной реконструкции башен серии 3803 КМ4, 3593 КМЗ, шифр "Структура" и "Башня" по решениям Научно-технического управления и охраны труда Министерства связи. Ход работ и основные результаты их выполнения неоднократно обсуждались в управлении с участием специалистов отрасли. При проведении указанных работ использованы следующие основные научные и научно-прикладные результаты диссертационной работы:

- новый подход к разработке антенных систем с круговой диаграммой направленности, использующий один излучающий элемент в этаже и набор простых металлических элементов, образующих специальную структуру, позволяющий разрабатывать антенны облегченных конструкций для установки на загруженные и физически изношенные башни и мачты, а также объекты, не приспособленные для установки тяжеловесных и объемных антенных систем;

- алгоритм и методические разработки проектирования антенных систем у затеняющих металлоконструкций, каковыми являются не предназначенные ранее для установки антенн участки специализированных и неспециализированных башен широкого сечения.

6.2 В результате выполнения научно-исследовательских работ шифр "Структура" и "Башня" с использованием полученных автором научных и научно-прикладных результатов и при его участии:

• определены базовые технические решения для антенн радиосвязи, радиовещания и телевидения в зависимости от типа поляризации с использованием импедансных структур, позволяющие реализовывать антенные системы с допустимой диаграммой направленности не хуже ± 3 дБ вблизи затеняющих металлоконструкций;

• разработаны "Рекомендации по применению антенн с импедансными структурами и их установке на существующих типовых опорах", позволяющие произвести выбор простых и дешевых антенн для телевизионного и радиовещания в ОВЧ диапазоне при их установке на свободных местах существующих загруженных опор;

• разработаны типовые проекты размещения антенно-фидерных устройств на типовых башнях с использованием импедансных структур для радиосвязи, радиовещания и телевидения;

• разработаны и находятся в эксплуатации ряд антенных систем.

6.3 Значимость полученных результатов определяется тем, что путем реализации технических решений диссертационной работы при комплексной реконструкции башен серий 3803 КМ4 и 3593 КМЗ Госкомсвязи РФ с использованием не приспособленных ранее участков увеличивается количество одновременно действующих каналов радиосвязи, радиовещания и телевидения.

Внедрение результатов диссертационной работы и достигнутый при этом существенный положительный эффект подтверждены соответствующими актами (Приложение 3).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Носов, Николай Александрович, 1999 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авдеев С.М., Бей H.A., Морозов А.Н.; Под ред. H.A. Бея. Линзовые антенны с электрически управляемыми диаграммами направленности. - М.: Радио и связь, 1987. - 128 с.

2. Айзенберг Г.З. Коротковолновые антенны. - М.: Связьиздат, 1962. - 816 с.

3. Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ / Под ред. Г.З.Айзенберга. В 2-х ч. 41. - М.: Связь, 1977. - 384 с.

4. Антенно-фидерные устройства систем сухопутной подвижной радиосвязи / Бузов А.Л., Казанский Л.С., Романов В.А. Сподобаев Ю.М.; Под ред. А.Л. Бузова. -М.: Радио и связь, 1997. -150 с.

5. Антенны для радиосвязи и радиовещания: В двух частях. Ч. 2. Средневолновые и длинноволновые антенны / Белоусов С.П., Гуревич Р.В., Клигер Г.А., Кузнецов В.Д. - М.: Связь, 1980. - 120 с.

6. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1988. - 128 с.

7. Бородулин И.В., Стрижков В.А. Электродинамическое моделирование фазированных антенных решеток из проволочных излучателей // Электросвязь. - 1995.-№3.-С. 33-34.

8. Бузов АЛ. Анализ неравномерности азимутальной диаграммы направленности кольцевой антенной решетки // Изв. ВУЗов Радиофизика. - 1998. -41, №7.-С. 940-944.

9. Бузов А.Л. Кольцевая антенная решетка с LC-сеткой // Труды НИИР. -1986.-№3.-С. 14-18.

10. Бузов А.Л. О возможности построения антенно-фидерных устройств центральных станций УВЧ радиотелефонной связи на базе LC-сеток // Труды НИИР. - 1985. - № 4. - С. 55-61.

11. Бузов A.JI. Синтез ДОС СПМ на основе ее редукционной декомпозиции // Информатика, радиотехника, связь: Сборник трудов Академии телекоммуникаций и информатики. -Вып.З - Самара, 1998. - С.83-89.

12. Бузов А.Л. Теория и основы проектирования многочастотных многоканальных приемо-передающих комплексов объединения радиосредств систем специальной связи с подвижными объектами: Дис. ... д-ра техн. наук. - Самара, 1998.-339 с.

13. Бузов А.Л. УКВ антенны для радиосвязи, радиовещания и телевидения. - М.: Радио и связь, 1997. - 293 с.

14. Бузов А.Л., Казанский Л.С. Анализ потерь в LC-сетке // Электросвязь. - 1987. - № 3. - С.42-44.

15. Бузов А.Л., Казанский Л.С. Многоканальные антенные решетки для толстых опор // XXVII Научно-техническая конференция "Теория и техника антенн": Тез.докл. - М., 1994. С.110-113.

16. Бузов А.Л., Казанский Л.С. Фазы и амплитуды тока на краю LC-сетки с учетом рассогласования // Труды НИИР. - 1987. - № 3. - С.53-56.

17. Бузов А.Л., Казанский Л.С., Романов В.А., Сподобаев Ю.М. Антенно-фидерные устройства базовых станций подвижной связи: Основные требования и проблемы проектирования // Мобильные системы. - 1998.- № 1. - С.12-17.

18. Бузов А.Л., Минкин М.А., Юдин В.В. Многочастотное согласование излучателей антенных решеток центральных станций радиосвязи с подвижными объектами // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. - 1998. - 6, №1. -С.22-21.

19. Варбанский A.M. Передающие телевизионные станции. - М.: Связь, 1980.- 328 с.

20. Вычислительные методы в электродинамике / Под ред. Р. Митры. -М.: Мир, 1977.-485 с.

21. Гримальский О.В. Метод невязок для расчета проволочных антенн // Известия ВУЗов. Радиоэлектроника. - 1995. - № 9. - С. 20-29.

22. Гусель A.C., Надточеев А.И., Пименов Б.В., Пресс A.A. Анализ многопроводных линий связи методом интегральных уравнений // Электросвязь. -1993.-№7. С. 21-24.

23. Данилов A.A., Кузьмин O.A., Неганов В.А., Яровой Г.П. Метод расчета волновых сопротивлений полосково-щелевых волноведущих структур СВЧ и КВЧ диапазонов // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. - 1996. - № 2.-С. 142-143.

24. Данильчук B.JL, Эминов С.И. Теория интегрального уравнения импе-дансного вибратора // ЖТФ. - 1995. - № 5. - С. 201-204.

25. Двуреченский В.Д. Граничные условия для густых решеток периодически нагруженных прямолинейных проводников // Электросвязь. - 1992. - № 2.-С. 31-33.

26. Двуреченский В.Д. Модулированная периодически нагруженная од-нопроводная структура // Радиотехника и электроника. - 1990. - № 4. - С. 870874.

27. Двуреченский В.Д. Модулированная периодически нагруженная двухпроводная линия // Радиотехника и электроника. - 1994. - № 8-9. - С. 12941297.

28. Двуреченский В.Д., Аристархов П.А. Вибраторная антенна, низко подвешенная над металлическим экраном // Электросвязь. -1993. - № 4. - С. 22-23.

29. Двуреченский В.Д., Аристархов П.А. Способ уменьшения высоты подвеса плоских антенн над металлическим экраном // Вопросы радиоэлектроники. - 1992. - Вып. 1. - С. 78-82.

30. Двуреченский В.Д., Терешин О.Н., Федотов А.Ю. Методы импеданс-ного синтеза антенных устройств. - М.: 1995. - 149 с.

31. Дмитриев М.В., Пименов Ю.В. О входном сопротивлении вертикального линейного симметричного вибратора, расположенного над полупроводящей почвой // Электородинамика и техника СВЧ и КВЧ. - 1995. - № 1. - С. 96101.

32. Докучаев В.П., Митрофанова Т.В. Входной импеданс тонкого симметричного вибратора в широкой полосе частот // Техника средств связи. Серия техника радиосвязи. - 1991. - № 2. - С. 61-67.

33. Дручинин C.B. Критерий отсутствия искажений при решении интегрального уравнения электрического поля методом моментов // Радиотехника и электроника. - 1995. - № 12, - С. 1776-1777.

34. Дэннис Дж., мл., Шнабель Р. Численные методы безусловной оптимизации и решения нелинейных уравнений: Пер. с англ. -М.: Мир, 1988. - 440 с.

35. Инженерные расчеты на ЭВМ: Справочное пособие / Под ред. В.А.Троицкого. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд., 1979. - 288 с.

36. Казанский Л.С. Исследование свойств сопротивления излучения симметричной двухпроводной линии // Тезисы докл. VI Российской научной конференции, часть I. ПГАТИ. - Самара. - 1999. - С.97-98.

37. Казанский Л.С. Способ расчета прямых антенн с помощью обобщенной эквивалентной цепи: провод переменного радиуса.// Радиотехника и электроника. -1998. -№ 2. - С.175-179.

38. Казанский Л.С. Теория моделирования антенно-фидерных устройств линейными LC-цепями с потерями, их проектирование и техническая реализация в ВЧ-диапазоне: Дис. ... д-ра техн. наук. - Самара, 1998. - 346 с.

39. Казанский Л.С. Электродинамическое моделирование проволочных структур на основе обобщенных эквивалентных цепей // Тез. докл. Российской научно-технической конференции, посвященной 40-летию ПИИРС. -Самара, 1996.-С.42.

40. Калантаров ПЛ., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. Справочная книга. 2-е изд. перераб. и доп. - Л.: Энергия, 1970. - 415 с.

41. Калиновский Д.А., Неганов В.А. Дифракция основной волны прямоугольного волновода на металлических диафрагмах и полосках на стыке двух диэлектриков // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. - 1996. - № 2. - С. 89.

42. Каталог НПО "Полигон" - Антенны и антенно-фидерное оборудование.

43. Каталог фирмы Andrew - Catalog 37.

44. Каталог фирмы Mamie Rundfunctechnic - Omnidirectional offset-pattern antenna

45. Каталог фирмы Telewave - Fiberglass Collinear antennas.

46. Каталог фирмы Telewave - Open dipole antenna

47. Каталог фирмы Tesla - Antenna unit for FM broadcasting.

48. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. - М.: Наука, 1968. - 832 с.

49. Корнеев В.Д. Исследование электрических характеристик горизонтального полуволнового вибратора с прямоугольным решетчатым экраном по методу моментов // Техника средств связи. Серия техника радиосвязи. - 1989. -№8.-С. 17-21.

50. Корнилов М.В., Калашников Н.В., Рунов A.B., Юрцев O.A., Павлов П.Н. Численный электродинамический анализ произвольных проволочных антенн // Радиотехника. - 1989. № 7. - С. 82-83.

51. Коротковолновые антенны / Г.З. Айзенберг, С.П. Белоусов, Э.М. Журбенко и др.; Под ред. Г.З. Айзенберга. - 2-е, перераб. и доп. изд. - М.: Радио и связь, 1985. - 536 с.

52. Крылов Г.Н., Локтев-Калмыков В.И. Расчет линейных анетнных систем произвольной геометрической формы // Вопросы радиоэлектроники. Серия общие вопросы радиоэлектроники. -1991. - № 4. - С. 48-57.

53. Кудин В.П., Рубан А.П. Алгоритмизация задач возбуждения проволочных структур // Известия ВУЗов. Радиоэлектроника. - 1986. - № 8. - С. 10-14.

54. Кузнецов В.Д., Носов Ю.Н. Уменьшение числа вибраторов в кольцевой антенной решетке // Труды НИИР. - 1983. - № 3. - С.22-25.

55. Лепшеев A.A. Интегральные уравнения теории тонких вибраторов // Радиотехника. - 1995. - № 1-2. - С. 88-90.

56. Лиштаев О.Б., Лучанинов А.И., Толстова C.B., Шокало В.М. Математическая модель и алгоритм анализа электродинамических характеристик проволочных излучателей сложной геометрии // Радиотехника. - 1992. - № 1-2. - С. 87-89.

57. Маторин A.B., Смирнов A.A. Анализ на персональной ЭВМ многоэлементных тонкопроволочных антенн методом интегро-дифференциальных уравнений // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. - 1996. - № 2. - 79-80.

58. Мейнке X., Гундлах Ф. Радиотехнический справочник. В 2 т.: Пер. с нем. - М. - Л.: Госэнергоиздат, 1961. T. I. - 416 с.

59. Митрофанова Т.В. Электродинамический анализ сложных вибраторных антенн методом интегрального уравнения // Техника средств связи. Серия техника радиосвязи. - 1991. - № 2. - С. 68-73.

60. Назаров В.Е., Рунов A.B., Подининогин В.Е. Численное решение задач об основных характеристиках и параметрах сложных проволочных антенн // Радиотехника и электроника. Вып.6. - Минск.: Вышейшая школа, 1976. -С.153-157.

61. Неганов В.А. Секториально-цилиндрические резонаторы с частичной металлизацией боковой поверхности СВЧ- и КВЧ диапазонов // Радиотехника и электроника. - 1995. - № 8. - С. 1194-1202.

62. Неганов В.А., Нефедов E.H., Яровой Г.П. Полосково-гцелевые структуры сверх- и крайневысоких частот // М.: Физмазлит, 1996. - 304 С.

63. Неганов В.А., Сидорова М.А., Штанова E.H. Параметрический синтез Н- плоскостного ферритового Y- циркулятора // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. - 1996. - № 2. - С. 146.

64. Неганов В.А., Уваров В.Г. Применение сингулярных интегральных уравнений (СИУ) для расчета волноводно-щелевой линии (ВЩЛ) с намагниченной ферритовой пленкой // Элуктродинамика и техника СВЧ и КВЧ. - 1995. - №4. - С. 72-78.

65. Нефедов Е.И., Радциг Ю.Ю., Эминов С.И. Регуляризация интегральных уравнений щелевых и вибраторных антенн // ДАН. - 1995. - № 4. - С. 477478.

66. Нефедов Е.И., Сивов А.Н. Электродинамика периодических структур. -М.: Наука, 1977.-209 с.

67. Носов Ю.Н. Кольцевая антенная решетка с матрицей Батлера // Труды НИИР. - 1982. - № 3. - С.30-33.

68. Носов Ю.Н. Многомодовая антенная решетка для многоканальных систем связи // Труды НИИР. - 1984. - № 3. - С.47-51.

69. Носов Ю.Н. Частотные характеристики многомодовых анатенн // Труды НИИР. - 1987. - № 3. - С.37-42.

70. Патент № 1695424 СССР, МКИ5 Н 01 Q 21/00. Диаграммообразую-щая схема / Бузов A.JI. (СССР).

71. Пелевин О.Ю., Федоров С.А. Применение методов поверхностных интегральных уравнений и проволочных моделей при исследовании характеристик вибраторных антенн // Известия ВУЗов. Радиоэлектроника. - 1991. - № 5. -С. 96-98.

72. Плотников В.Н., Сочилин A.B., Эминов С.И. Численно-аналитический метод расчета вибраторных антенн // Радиотехника. - 1996. - № 7. - С. 34-35.

73. Радциг Ю.Ю., Сочилин A.B., Эминов С.И. Исследование методом моментов интегральных уравнений вибратора с точным и приближенным ядрами// Радиотехника - 1995 - № 3. - С. 55-58.

74. Ратынский М.В. Основы сотовой связи / Под ред. Д.Б. Зимина. - М.: Радио и связь, 1998. - 248 с.

75. Прудников А.П., БрычковЮ.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. М.: Наука, 1981.-668 с.

76. Самусенко А.И. Математическое моделирование излучателей из сверхтонких проводников // Известия ВУЗов. Радиоэлектроника. - 1993. - № 7. -С. 64-68.

77. Селин В.И. Об аппроксимации токов смещения в задачах возбуждения линейных излучателей с неоднородностями // Радиотехника и электроника. - 1997.-№6.-С. 680-685.

78. Селин В.И. Об интегральном уравнении изолированной линейной антенны // Радиотехника и электроника. - 1995. - № 2. - С. 222-227.

79. Селин В.И. Об интегральном уравнении приземной линейной антенны // Радиотехника и электроника. - 1996. - № 2. - С. 194-196.

80. Селин В.И. О решении задач приземных антенн // Радиотехника и электроника. - 1996. - № 7. - С. 781-789.

81. Стрижков В.А. Особенности численной реализации метода моментов при решении интегральных уравнений проволочных систем// Радиотехника и электроника, 1989. - N 5. - С. 961-964

82. Стрижков В.А. Синтез оптимально согласованных широкополосных проволочных антенных систем. - Математическое моделирование. - 1990. - № 9. -С. 21-29.

83. Терешин О.Н., Двуреченский В.Д. Граничные условия для двухслойной двумерно-периодической структуры // Радиотехника. - 1991. - № 6. - С. 6264.

84. Терешин О.Н., Двуреченский В.Д. Граничные условия на периодической решетке из нагруженных симметричных вибраторов // Радиотехника. -1988.-№9.-С. 52-56.

85. Терешин О.Н., Двуреченский В.Д. Уточненные импедансные граничные условия на полупрозрачной периодически нагруженной структуре // Радиотехника. - 1987. - № 9. - С. 55-57.

86. Терешин О.Н., Двуреченский В.Д., Кусков A.C. Возбуждающее устройство линии поверхностной волны // Радиотехника. - 1988. - № 1. - С. 56-58.

87. Терешин О.Н., Двуреченский В.Д., Мишин В.И., Кусков A.C. Граничные условия для импедансных структур в виде реактивно нагруженных отрезков ленточных линий // Радиотехника. - 1986. - № 7. - С. 98-91.

88. Терешин О.Н., Двуреченский В.Д., Туркин М.В. Методика расчета коаксиальной антенны вытекающей волны // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Общие вопросы радиоэлектроники. - 1984. - Вып. 1. - С. 49-55.

89. Терешин О.Н., Двуреченский В.Д., Федотов А.Ю. Однопроводная антенна бегущей волны с реактивными нагрузками // Электросвязь. - 1984. - № 6. -С. 34-37.

90. Терешин О.Н., Двуреченский В.Д., Федотов А.Ю. Рамочная антенна бегущей волны с линией питания «лесничного» типа // Электросвязь. - 1988. -№1. - С. 40-43.

91. Терешин О.Н., Двуреченский В.Д., Федотов А.Ю. Синтез антенн на базе линии «лесничного» типа // Электорсвязь. - 1989. - № 10. - С. 31-33.

92. Терешин О.Н., Седов В.М, Чаплин А.Ф. Синтез антенн на замедляющих структурах. - М.: Связь, 1980. - 136 с.

93. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. Учебное пособие для вузов. Изд. 3-е, исправленное. - М.: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986.-288 с.

94. Уолтер К. Антенны бегущей волны. - Пер. С англ., под общ. ред. А.Ф. Чаплина. - М.: Энеогия, 1970. - 448 с.

95. Фрадин А.З., Рыжков Е.В. Измерение параметров антенно-фидерных устройств. - М.: Гос. изд.-во литературы по вопросам связи и радио, 1962. - 316 с.

96. Фролов О.П., Ямпольский В.Г., Ямпольский A.B. Энергетические свойства линейной антенной решетки // Электросвязь. - 1995. - № 3. - С.27-29.

97. Шатохин А.Ю., Попов Е.С. Расчет вибраторных антенн с реактивными нагрузками методом моментов // Техника радиосвязи. - 1997. - № 3. - С. 3943.

98. Электродинамика сетчатых структур / М.И. Конторович, М.И. Астра-хан, В.П.Акимов, Г.А. Ферсман; Под ред. М.И. Конторовича. - М.: Радио и связь, 1987.- 136 с.

99. Эминов С.И. Теория интегрального уравнения тонкого вибратора// Радиотехника и электроника. - 1993. - N 12 . - С. 2160-2168.

100. Юдин В.В. Анализ проволочных антенн на основе интегрального уравнения Харрингтона методом моментов с использованием различных весовых функций // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. - 1996. - № 4. - С. 116124.

101. Юдин В.В. Разработка и программная реализация эффективных численных методов электродинамического анализа антенн диапазона ОВЧ: Дис. ... канд. технич. наук. - Самара, 1997. - 212 с.

102. Юдин В.В. Расчет параметров антенн, выполненных в виде замкнутых круговых периодических структур // Труды НИИР. - 1995. - С.57-61.

103. Aubrey Т., White P. Simple numerical integration of logarithmic singularities in moment method solutions of electromagnetic problems // Electron, lett. - 1992. -N16.-C. 1519-1521.

104. Buzov A.L., Kazanskiy L.S., Minkin M.A. Maximum Achievable Efficiency of Frequency-Independent Devices for Transmitter Combining // Proc. of the 28-th Moscow International Conference on Antenna Theory and Technology. - M. -1998. -C. 507-509.

105. Champagne N.J., Williams J.T., Wilton D.R. The use of curved segments for numerically modelling thin wire // IEEE Trans. AP. - 1992. - N 6. - C. 682-689.

106. Conrad A. PC software computes antenna models // Microwaves and RF. -1995.-N 17.-C. 212-213.

107. Elliot R.S. Spherical surface-wave antennas // IRE Trans. Antennas & Propagation. - 1956. - AP-4. C. 422-426.

108. Givati O., Fourie A. P. C. Analysis of skeletal wire conical antennas // Trans. IEEE AP. - 1996. - N 6. - Pt. 1. - C. 844-858.

109. Goubau G. Single conductor surface-wave transmission lines // Proc. IRE.

- 1951.-N 6.-C. 619-623.

110. Mobile antenna system handbook / ed. by K. Fujimoto, J.R. James. - Boston - London: Artech House, 1994. -618c.

111. Newman E.H. A unified theory of thin material wires // IEEE Trans. AP. -1991.-N 10.-C. 1488-1496.

112. Tilston M.A., Balman K.G. On the suppression of asymmetric artifacts arising in an implementation of the thin-wire method of moments // IEEE Trans. AP.

- 1990.-N 2.-C. 281-285.

113. Walter C.H. Surface-wave Luneberg lens antennas // IRE Trans. Antennas & Propagation. - 1960. - AP-8. -N 5. - C. 508-513.

114. Werner P. L., Werner D. H. Approximations for the cylindrical wire kernel //Electron. Lett. - 1996. -N23. - C. 2108-2109.

115. Werner D.H., Werner P.L., Breakall J.K. Some computations aspects of Pocklington's electric field integral equation for thin wires // IEEE Trans. AP. - 1994.

- N4. - C. 561-563.

116. A.c. 1316297 СССР, МКИ4С 23 С 14/26. Испаритель / Носов Н.А., Волков А.В., Пиганов М.Н. (СССР) - 2 с.

117. Патент № 1617491 Россия, МКИ5 Н 01 Р 1/12. Контактная группа коммутирующего устройства фидерных линий / Носов Н.А., Лозинский В.М. (Россия) - 2 с.

118. Бузов А.Л., Казанский Л.С., Носов Н.А. Исследование вопроса радиопрозрачности опор для диапазона метровых волн // Тезисы докл. Российской научно-технической конференции, посвященной 40-летию ПИИРС. - Самара. -1996.-С.41.

119. Бузов А.Л., Казанский Л.С., Носов Н.А. Телевизионные и УКВ ЧМ антенны с использованием импедансных структур. В кн.: Бузов АЛ. УКВ антенны для радиосвязи с подвижными объектами, радиовещания и телевидения.

- М.: Радио и связь, 1997. - С.76-109.

120. Носов H.A. Комплексная реконструкция типовых башен. В кн.: Бузов A.JL УКВ антенны для радиосвязи с подвижными объектами, радиовещания и телевидения. - М.: Радио и связь, 1997. - С. 110-129.

121. Антенно-фидерные устройства: технологическое оборудование и экологическая безопасность / Бузов A.JL, Казанский JI.C., Романов В.А. Носов H.A. и др.; Под ред. А.Л. Бузова. -М.: Радио и связь, 1998. -221 с.

122. Бузов А.Л., Казанский Л.С., Носов H.A. Возможность улучшения радиопрозрачности трубчатых металлических опор в метровом диапазоне волн // Тез. докл. 4-й Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация и связь». - Воронеж, 1998. - С. 1645-1654.

123. Бузов А.Л., Носов H.A. Антенно-фидерные устройства ОВЧ и УВЧ диапазонов для подвижной радиосвязи, радиовещания и телевидения // Новое в телерадиовещании и радиосвязи: Тез.докл. научн.-техн. семинара (г. Псков, 1998). -М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, 1998. - С.23-24.

124. Бузов А.Л., Казанский Л.С., Носов H.A., Юдин В.В. Антенны на основе импедансных структур типа волновой канал для толстых опор // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. - 1998. - 6, №1. - С.28-31.

125. Носов H.A. Экспериментальные исследования излучающих импедансных структур // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. - 1998. - 6, №1. -С.81-84.

126. Бузов А.Л., Кольчугин Ю.И., Носов H.A., Павлов A.B. Измерение параметров антенн в безэховой камере // Метрология и измерительная техника в связи. - 1998. - №4. - С. 12-13.

127. Бузов А.Л., Казанский Л.С., Носов H.A., Юдин В.В. Исследование импедансной структуры типа четвертьволновый стакан для тонких опор // Труды НИИР. - 1998. - С.103-105.

128. Бузов А.Л., Елисеев С.Н., Носов H.A. Региональное вещание - оригинальный вариант // Телекоммуникационное поле регионов. - 1998. - №3. - С. 1516.

129. Носов H.A. Комплексная реконструкция телевизионных башен // Электросвязь. - 1998. - №12. - С.26-28.

130. Патент № 2120687 Россия, МКИ6 Н 01 Q 3/44. Антенна / Бузов А.Л., Носов H.A., Казанский Л.С. (Россия) - 5 с.

131. Казанский Л.С., Носов H.A. Методы расчета антенн с импедансными структурами первого и второго рода для ОВЧ и УВЧ диапазонов // Тезисы докл. Российской научно-технической конференции ПГАТИ - Самара. - 1999. - С.97.

132. Бузов А.Л., Носов H.A. Синтез вибраторных антенн ОВЧ диапазона для особых условий размещения // Тезисы докл. Российской научно-технической конференции ПГАТИ - Самара. - 1999. - С. 100.

133. Носов H.A. Принципы построения двухполяризационных антенн для систем специальной подвижной радиосвязи // Тезисы докл. Российской научно-технической конференции ПГАТИ - Самара. - 1999. - С. 100-101.