Характеристики направленности и диапазонные свойства антенн для регистрации сверхширокополосных электромагнитных импульсов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, кандидат наук Балзовский, Евгений Владимирович

• Балзовский, Евгений Владимирович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Балзовский, Евгений Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список используемых сокращений

Введение

1. Антенны для регистрации импульсных полей

1.1. Введение

1.2. Регистрация формы СШП электромагнитных импульсов с малыми искажениями

1.2.1. Передаточная функция приемной антенны

1.2.2. Типы СШП приемных антенн

1.2.3. Дипольные антенны без потерь для регистрации СШП импульсов

1.2.4. Резистивные дипольные приемные антенны

1.2.5. Активные приемные антенны

1.3. Регистрация ортогональных компонент вектора напряженности электрического поля

1.3.1. Поляризационная структура импульсного электромагнитного поля

1.3.2. Векторные антенны

1.3.3. Двухполяризационные антенные решетки

1.4. Выводы

2. Способы расширения полосы пропускания дипольных антенн

2.1. Введение

2.2. Расчет передаточной функции приемной дипольной антенны

2.3. Расчет и измерение характеристик резистивной приемной дипольной антенны

2.4. Активная дипольная приемная антенна

2.4.1. Шумовые характеристики активных антенн

2.4.2 Характеристики активной дипольной приемной антенны в частотной и

временной областях

2.4.3. Скрещенные активные диполи

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АА - активная антенна AM - антенный модуль

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика

АЭ - активный элемент

ВПА - векторная приемная антенна

ДН - диаграмма направленности

КА - комбинированная антенна

КСВН - коэффициент стоячей волны по напряжению

СВЧ - сверхвысокочастотный

СКО - среднеквадратичное отклонение

СУ - симметрирующее устройство

СШП - сверхширокополосный

ФЧХ - фазочастотная характеристика

ФЦ - фазовый центр

ТЕМ - transverse electromagnetic

TSA - tapered slot antenna

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Характеристики направленности и диапазонные свойства антенн для регистрации сверхширокополосных электромагнитных импульсов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

Использование коротких сверхширокополосных (СШП) импульсов, ширина спектра которых сопоставима с их средней частотой, позволяет на более высоком уровне решать задачи в радиосвязи, радионавигации и радиолокации - включая обнаружение и распознавание объектов. Применение коротких СШП электромагнитных импульсов нано- и субнаносекундной длительности связано с необходимостью извлечения максимума информации, содержащейся в отраженном от объекта поле: особенности временной формы импульсов, поляризационная структура, направление прихода волны для каждого импульса, отраженного от группы объектов или составных частей сложного зондируемого объекта.

Привлечение понятия поляризационной структуры (ПС), под которой понимается поведение конца вектора напряженности электрического поля Ё в течение импульса, для описания СШП импульсов позволяет получить важный информационный признак при распознавании объектов. Измерение ПС состоит в регистрации трех ортогональных компонент Е в течение импульса, если направление на источник излучения неизвестно, или двух компонент в плоскости фронта волны, если такое направление известно. Для этого необходимы приемные антенны, обладающие следующим набором свойств: а) возможность одновременного измерения временной формы ортогональных компонент Ё падающих СШП импульсов; б) наличие и постоянство фазового центра в полосе частот, занимаемых спектром импульса; в) возможность физического совмещения трех взаимно-перпендикулярных антенн в одной точке, либо возможность совмещения пары взаимно-перпендикулярных антенн в антенную решетку - синфазную или сканирующую.

Известные и широко применяемые антенны, способные регистрировать СШП импульсы, не удовлетворяют в полной мере указанным требованиям.

Состояние вопроса

Для увеличения дальности обнаружения в СШП импульсной радиолокации или глубины проникновения излучения в зондируемую поглощающую среду, необходимо наращивать энергетику излучающей системы и повышать чувствительность приемной системы. Вследствие противоречивости требований к передающей и приемной антеннам, естественным способом является разделение этих антенн в пространстве. Вопросам проектирования передающих антенн, специфике построения высоковольтных импульсных источников посвящено много работ, однако эти наработки не всегда пригодны для антенн, предназначенных для работы только в приемном режиме.

Для исследования ПС электромагнитных импульсов важно обеспечить регистрацию ортогональных компонент поля Е с минимальными искажениями временной формы, минимальным шумом и максимальной чувствительностью. Для исследования ПС поля вблизи излучателей, зондируемых объектов или границ раздела сред необходимо регистрировать три ортогональные проекции Е на координатные оси, при этом центры антенн должны быть совмещены. При исследовании ПС излучения удаленных источников излучения достаточно регистрировать две компоненты Е в плоскости, перпендикулярной направлению на источник излучения.

Приемная антенна как устройство, преобразующее энергию свободных электромагнитных волн в энергию токов в нагрузке антенны, должна удовлетворять критерию неискаженной передачи: постоянство амплитудной и линейность фазовой характеристики, сохранение диаграммы направленности (ДН) и постоянство фазового центра (ФЦ) в допустимых пределах в полосе частот, занимаемых спектром регистрируемых импульсов. В случае коротких импульсов нано- и субнаносекундной длительности параметры антенны должны сохраняться в гигагерцовом диапазоне в полосе не менее двух октав.

Для регистрации СШП импульсов с малыми искажениями временной формы традиционно используется ТЕМ-антенна [1, 2]. Действующая длина такой антенны, определяемая как отношение напряжения на выходе антенны к напряженности электрического поля подающей волны, постоянна в широкой полосе частот. Однако из-за больших габаритов невозможно совместить ТЕМ-антенны для измерения ПС импульсов. Также габариты и особенности конструкции не позволяют использовать биконические [3], диско-конусные [4] и комбинированные антенн [5, 6] для одновременного измерения трех компонент Е в одной точке пространства.

Известны конструкции двухполяризационных антенных решеток [7], элементами которой являются антенны с профилированным раскрывом (TSA -tapered slot antenna), размещенные в двух ортогональных плоскостях. Отношение крайних частот рабочей полосы в таких антеннах достигает шести и более [8]. Малые габариты комбинированных СШП антенн позволяют размещать антенны в решетке для излучения и приема горизонтально и вертикально поляризованного импульсов [9]. Однако ФЦ элементов в таких решетках разнесены, что затрудняет регистрацию ПС импульсов при направлениях падения волны, отличных от нормального.

В коротковолновом диапазоне применяются так называемые векторные приемные антенны (ВПА), регистрирующие три компоненты Е, состоящие из трех взаимно ортогональных диполей [10] и бивекторные антенны — регистрирующие шесть компонент поля (все компоненты векторов Е и Н). Бивекторные антенны состоят из приемных рамок с управляемыми характеристиками [11]. Известно применение векторных антенн для измерения мощности СШП сигналов [12], но при этом антенна являлась датчиком поля и не регистрировала временную форму Ё.

Для измерения ПС поля электромагнитных импульсов предпочтительно использование коротких дипольных антенн, длина которых не превышает минимальной длины волны в спектре регистрируемых импульсов. Такие

антенны имеют устойчивый фазовый центр, слабо зависящие от частоты форму ДН и поляризационную характеристику. К недостаткам металлических дипольных антенн можно отнести сильную частотную зависимость входного импеданса. Вопросам расширения полосы пропускания дипольных антенн, способных регистрировать короткие СШП импульсы, в доступной для ознакомления литературе уделено недостаточно внимания. Представляется необходимым раскрыть потенциальные возможности дипольных антенн при измерении координатных составляющих поля Ё.

Исходя из вышесказанного, целью работы является выявление факторов уменьшения искажения формы принимаемых СШП импульсов и создание антенн для измерения ПС импульсного поля.

Задачи исследований.

• Исследование факторов, влияющих на полосу пропускания приемных дипольных антенн с использованием модифицированного метода наложения бегущих волн. Разработка активных антенн и антенн на основе резистивных диполей для регистрации СШП импульсного излучения с малыми искажениями.

• Исследование факторов, влияющих на точность измерения ПС импульсного электромагнитного поля, с помощью векторных антенн.

• Разработка методики определения направления на источник импульсного электромагнитного поля при отличной от линейной поляризации падающего поля.

• Разработка ВПА, предназначенных для регистрации ПС поля СШП импульсов при неизвестном направлении на источник излучения и определения направления на источник электромагнитных импульсов.

• Разработка двухполяризационных антенных решеток, предназначенных для регистрации ПС поля СШП импульсов при известном направлении на источник излучения.

Методы проведения исследования

Для теоретического анализа факторов, влияющих на передаточную функцию и распределение тока вдоль приемного диполя использовался метод наложения бегущих волн и его модификация, предложенная в данной работе, позволяющая учесть потери в материале плеч диполя взаимное влияние близкорасположенных диполей.

При определении направлении прихода коротких СШП импульсов использовался метод измерения во временной области, позволяющий по осциллограммам, соответствующим трем ортогональным проекциям вектора напряженности электрического поля, с использованием аппарата линейной алгебры построить нормаль к плоскости фронта волны.

Для обеспечения требуемых характеристик несимметричного диполя в векторных антеннах использовался метод подавления синфазных токов, наведенных на фидере, с применением короткозамкнутого шлейфа.

При построении антенных решеток скрещенных диполей использовался блочный метод построения, позволяющий создавать большие антенные решетки с количеством элементов 2п х 2т.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Для расчета передаточной функции резистивного диполя с равномерным распределением сопротивления материала плеч в рамках метода наложения бегущих волн необходимо в выражении для потерь в диполе учесть погонные потери в материале наравне с потерями на излучение.

2. Регистрация сверхширокополосных импульсов с минимальными искажениями достижима использованием диполя и его нагрузки с близкими частотными зависимостями импедансов, а в качестве нагрузки диполя — активного четырехполюсника с коэффициентом передачи, спадающим с частотой.

3. Направление прихода одиночного СШП импульса излучения с отличной от линейной поляризацией определяется по трем измеренным проекциям годографа вектора напряженности электрического поля на оси антенного базиса путем определения нормали к плоскости, от которой среднеквадратичное отклонение точек годографа минимально.

4. При объединении скрещенных диполей в решетку с расстоянием между ними менее длины волны, соответствующей максимальной частоте спектра сверхширокополосного импульса по уровню -20 дБ, регистрация одновременно двух ортогональных компонент вектора напряженности электрического поля в пределах ширины диаграммы направленности антенной решетки по пиковой мощности реализуема с искажениями не более 20%.

Достоверность результатов:

Достоверность первого защищаемого положения подтверждается согласием результатов расчетов и измерений амплитудно-частотных характеристик резистивных диполей с различным погонным сопротивлением материала плеч, а также совпадением временной формы рассчитанных и измеренных импульсов в пределах 20% по среднеквадратичному критерию при погонном сопротивлении материала плеч диполя в диапазоне 7-40 кОм/м. При большем погонном сопротивлении материала плеч сказывается влияние металлических контактных площадок, соединяющих резистивный слой с нагрузкой диполя, которые нельзя учесть в рамках разработанной методики расчета резистивного диполя.

Достоверность подхода, изложенного во втором защищаемом положении подтверждается совпадением формы импульсов напряжения на выходе дипольной активной антенны и ТЕМ-антенны с известными параметрами в пределах 15% по среднеквадратичному критерию для нескольких вариантов схемной реализации и различной топологии четырехполюсников, являющихся нагрузкой активной дипольной приемной антенны.

Достоверность третьего защищаемого положения подтверждается совпадением результатов измерения направления прихода волны импульсного электромагнитного поля с поляризацией, отличной от линейной (модуль отношения пиковой напряженности поля кроссполяризованной и основной компоненты равен 0.25) с заданным в эксперименте направлением на источник: среднеквадратическое отклонение по азимуту составили 4 градуса и 1 градус по углу места.

Достоверность четвертого защищаемого положения подтверждается измерением поляризационной развязки между каналами антенной решетки, регистрирующими ортогональные компоненты импульсного поля, величина которой не менее 25 дБ.

Для обеспечения достоверности измерений амплитудных и временных значений нано- и субнаносекундных импульсов и частотных характеристик антенн и трактов использовалась современная измерительная техника: цифровые осциллографы реального времени 7ZXS7404 и TDS6604 (Tektronix) с полосой пропускания 4 и 6 ГГц; цифровой стробоскопический осциллограф TMR&112 (TRIM) с полосой пропускания 12 ГГц, измеритель комплексных коэффициентов передачи и отражения 8719£Г (Agilent) с рабочей полосой частот 13.5 ГГц, прецизионные аттенюаторы, разъемы и коаксиальные кабели с малыми потерями в полосе частот, занимаемой спектром регистрируемых импульсов.

Научная новизна

Предложена модификация метода наложения бегущих волн, позволяющая рассчитывать распределение тока вдоль плеч приемного диполя с равномерным погонным сопротивлением материала плеч диполя при произвольных импедансах концевых нагрузок.

Для расширения полосы пропускания дипольной антенны в сторону низких частот и регистрации СШП импульсов нано- и субнаносекундной

длительности с малыми искажениями предложено использовать одновременно: активный четырехполюсник со спадающим с частотой коэффициентом передачи и ёмкостный характер импеданса нагрузки диполя.

Предложена методика определения направления прихода одиночного СШП электромагнитного импульса, основанная на вычислении собственных векторов и собственных чисел трехмерной ковариационной матрицы, элементами которой являются мгновенные значения компонент вектора напряженности электрического поля.

Научная ценность

Моделирование приемных дипольных антенн с резистивными плечами с равномерным распределением сопротивления материала вдоль плеч диполя с использование предложенной модификации метода наложения бегущих волн показало существование взаимной связи между степенью искажения регистрируемых импульсов и чувствительностью таких антенн.

Использование активного четырехполюсника, встроенного в дипольную антенну, позволило расширить полосу пропускания антенны свыше двух октав и обеспечить регистрацию СШП импульсов нано- и субнаносекундной длительности с малыми искажениями.

Предложенный метод позволяет определять направление прихода одиночных коротких СШП импульсов, если годограф вектора напряженности электрического поля не является линией.

Практическая значимость

1. Для дипольных антенн с резистивными плечами найдено значение погонного сопротивления (20 кОм/м), с превышением которого искажения временной формы регистрируемых СШП импульсов наносекундной длительности не превышают 10%.

2. Обеспечение нагрузки диполя в виде активного четырехполюсника с заранее заданными частотными зависимостями входного импеданса и

коэффициента передачи позволило создать активные дипольные приемные антенны (предназначенные для регистрации СШП электромагнитных импульсов нано- и субнаносекундной длительности), отличающиеся следующим сочетанием параметров: искажения временной формы не более 15%, динамический диапазон не менее 90 дБ при пиковой напряженности поля до 100 В/м, сохранение работоспособности после воздействия импульсных полей с напряженностью до 6 кВ/м.

3. Разработанные векторные антенны (представляющие собой три взаимно-перпендикулярных диполя) позволяют определять направление прихода одиночных импульсов, если они разнесены во времени и их поляризация отличается от линейной, чего нельзя достичь другими способами.

4. Исходя из содержания четвертого защищаемого создана 16-элементная двухполяризационная антенная решетка, позволяющая измерять поляризационную структуру импульсов субнаносекундной длительности. Динамический диапазон решетки не менее 100 дБ.

Внедрение результатов работы

1. Разработанные пассивные плоские антенны были использованы при выполнении контракта «Исследование и разработка сверхширокополосных антенн для связи» с Институтом передовых технологий компании «Самсунг» (SAIT), 2003 г., получено два зарубежных патента.

2. Методы, разработанные для создания СШП активных приемных антенн, были использованы при выполнении контракта «Исследование и разработка активных приемных антенн для приема наземного телевещания» с Институтом передовых технологий компании «Самсунг» (SAIT), 2006 г., получен зарубежный патент.

3. На основе диполей с резистивными плечами созданы антенны для измерения напряженности поля СШП электромагнитных импульсов, применяющиеся при научных исследованиях в ИСЭ СО РАН, Томск, в

частности, в рамках Программы СО РАН по обеспечению импортозамещающим исследовательским оборудованием учреждений РАН, 2010 г.

4. Разработанная двухполяризационная активная антенна применяется для измерения ПС излучателей СШП импульсов, создаваемых в рамках действующей Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные проблемы импульсной сильноточной электроники».

Апробация работы

Материалы, вошедшие в диссертационную работу, докладывались на следующих научных конференциях: 13-th International Pulsed Power Conference {Las Vegas, USA, 2001); XII Всероссийской школе-конференции по дифракции и распространению волн (Москва, Россия, 2001); Всероссийской научной конференции «Физика радиоволн» (Томск, Россия, 2002); 6-th Ultra-Wideband, Short-Pulse Conference (Annapolis, USA, 2002); Всероссийской научной конференции «Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике» (Муром, 2003); Международной конференции «Современные проблемы физики и высокие технологии» (Томск, Россия, 2003); 1-th UltraWideband, Short-Pulse Conference {Magdeburg, Germany, 2004); Международной конференции «Электронные средства и системы управления» (Томск, Россия, 2005); Международных научно-практических конференциях «Актуальные проблемы радиофизики» (Томск, Россия, 2006 и 2010); Международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления. Опыт инновационного развития» (Томск, Россия, 2007); 15-й International Symposium on High Current Electronics (Томск, Россия, 2008); III и V Всероссийских научно-технических конференциях «Радиолокация и радиосвязь» (Москва, Россия, 2009, 2011).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 статей, 14 докладов и 3 тезиса докладов в трудах конференций, получено 3 зарубежных патента.

Личный вклад автора

Основные результаты диссертации получены лично автором, либо при его прямом участии. Автором были проведены численные и натурные эксперименты и выполнен анализ полученных результатов, разработаны алгоритмы и программы обработки результатов измерений.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы составляет 152 страницы, включая 83 рисунка, 2 таблицы и список литературы из 110 наименований.

Основное содержание диссертационной работы

Во введении дается общая характеристика работы, обосновывается актуальность, определяется тематика и формулируется цель работы, кратко излагаются основные задачи исследования и результаты, выносимые на защиту.

Глава 1 носит обзорно-аналитический характер. Рассматриваются реализованные к настоящему времени СШП приемные антенны с точки зрения возможности использования их в качестве элементов антенных решеток для измерения ПС импульсного поля. Проводится анализ передаточной функции дипольной антенны для выявления факторов, влияющих на точность регистрации формы импульсов электромагнитного излучения.

Обсуждается необходимость развития простого подхода для расчета напряжения в нагрузке и распределения тока вдоль плеч приемного диполя с резистивными плечами на основе метода наложения бегущих волн. В конце главы формулируются задачи исследования.

Глава 2 посвящена исследованию одиночной дипольной антенны. Предложена модификация метода наложения бегущих волн, позволяющая рассчитывать диполи с резистивными плечами непосредственно в приемном режиме при произвольной нагрузке. Приведены результаты расчета напряжения в нагрузке пассивной резистивной антенны в сравнении с экспериментальными данными.

Изложены подходы к проектированию и приведена конструкция активной дипольной приемной антенны для регистрации нано- и субнаносекундных импульсов. Рассмотрены шумовые характеристики антенны и оценен динамический диапазон активной антенны.

В главе 3 рассматриваются взаимно перпендикулярные дипольные антенны для регистрации двух или трех ортогональных компонент вектора напряженности электрического поля импульсного излучения. На основе анализа переизлученного поля в точках расположения соседних диполей выработаны требования по точности размещения диполей относительно друг друга. Приведены результаты измерения ПС поля излучения уединенного источника, а также поля, отраженного от объектов. Выявлены особенности ПС и взаимосвязь с положением зондируемого объекта в пространстве. С помощью векторной антенны, состоящей из трех взаимно перпендикулярных диполей, показана возможность определения направления прихода импульсного излучения с поляризацией, отличной от линейной.

В главе 4 представлены конструкции и характеристики двухполяризационных антенных решеток на основе плоских пассивных печатных антенн и на основе активных резистивных диполей. Показаны особенности антенных решеток при приеме коротких СШП импульсов.

В приложении приводятся данные об использовании результатов работы автора при выполнении проектов и международных контрактов.

Глава 1. Антенны для регистрации импульсных полей

1.1. Введение

Вопросам анализа и синтеза приемных антенн посвящено заметно меньше внимания, чем исследованию передающих антенн. Действительно, для решения конкретных задач радиолокации или обеспечения связи прежде всего необходимо, чтобы передающая антенна наиболее полно воспринимала мощность генератора и концентрировала электромагнитную энергию в желаемом угловом секторе. Именно в передающем режиме чаще всего исследуются свойства антенны как нагрузки для генератора, в том числе при измерении коэффициента отражения или входного сопротивления антенны.

Свойства антенны, полученные в режиме передачи, - ДН, коэффициент полезного действия, коэффициент направленного действия, входной импеданс, - переносятся на приемные антенны с помощью принципа взаимности [13-16], справедливого для пассивных линейных цепей. Однако, если приемная антенна содержит нелинейные элементы, управляемые источники энергии или способ присоединения антенны к нагрузке существенно отличается от такового в режиме передачи (антенна рассогласована с нагрузкой), то для расчета и измерения характеристик таких приемных антенн необходимо привлекать иные методы и рассматривать антенну непосредственно в режиме приема.

В СШП радиолокации при зондировании объектов и сред с использованием коротких импульсов длительностью от одного до нескольких периодов колебаний важно с максимальной эффективностью и минимальными искажениями излучить импульс напряжения генератора и зарегистрировать временную форму электромагнитных импульсов, отраженных от объектов. При этом к излучающей и приемной антеннам предъявляются существенно разные требования: для увеличения дальности зондирования объектов в атмосфере или за оптически непрозрачными диэлектрическими препятствиями необходимо

увеличивать пиковое значение возбуждающего антенну импульса напряжения до сотен вольт, при этом кроме согласования волнового сопротивления антенны с фидером в полосе, занимаемой спектром импульса, необходимо обеспечить достаточную электрическую прочность антенны — увеличивать зазоры между электродами антенны, увеличивать диаметр фидерного тракта.

Требования к параметрам приемной антенны зависят от её функционального назначения. Согласно классификации, приведенной в [17], приемная антенна для регистрации СШП электромагнитных импульсов может быть использована как:

а) антенна-индикатор, предназначенный для обнаружения наличия СШП излучения;

б) антенна для приема СШП сигналов;

в) антенна-зонд для измерения структуры поля при исследовании пространственно-временных характеристик СШП электромагнитных импульсов;

г) элемент приемной антенной решетки в радиотехнических системах, использующих СШП сигналы.

Антенна-индикатор должна воспринимать электромагнитное поле с любой поляризацией, иметь максимально возможную полосу пропускания и высокую чувствительность по полю, так как спектральная плотность мощности СШП излучения может быть существенно меньше, чем у узкополосного излучения. При этом не является обязательной регистрация временной формы излучения.

Антенна для приема СШП сигналов должна регистрировать временную форму СШП импульса с минимально возможными искажениями, то есть напряжение на выходе антенны должно быть пропорционально временной форме импульса электромагнитного поля в точке расположения антенны.

К антенне-зонду предъявляются более жесткие требования: она должна регистрировать как форму принимаемого импульса, так и пространственные

характеристики электромагнитного поля. Например, при измерении структуры поля вблизи источника СШП излучения поле, переизлучаемое антенной-зондом, должно быть существенно меньше, чем регистрируемое.

Если антенна используется в качестве элемента приемной антенной решетки, то она должна обеспечивать минимальные искажения принимаемого сигнала, иметь высокую чувствительность, не взаимодействовать с соседними элементами и иметь минимальные размеры.

Для антенны-индикатора существенными параметрами являются

• амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) антенны;

• чувствительность антенна по полю - минимальная напряженность поля, которая может быть зарегистрирована данной антенной;

• динамический диапазон - отношение максимальной и минимальной амплитуд или интенсивностей принимаемого сигнала, в пределах которых искажения сигнала не превышают допустимых.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Балзовский, Евгений Владимирович, 2013 год

Список использованной литературы

1.Lee R.T., Smith G.S. A design study for the basic ТЕМ horn antenna // IEEE Antennas and Propagation Magazine. - 2004. - Vol. 46, No. 1. - P. 86-92.

2. Андреев Ю. А., Кошелев В. И., Плиско В. В. Характеристики ТЕМ антенн в режимах приема и излучения // Доклады 5-ой Всероссийской научно-технической конференции "Радиолокация и радиосвязь", Москва, 21-25 ноября, 2011.-С. 77-82.

3. Balanis С. A. Antenna theory: analysis and design / С. A. Balanis. 2nd ed. - John Wiley & Sons, 1997. - 960 p.

4. Milligan T. A. Modern Antenna Design / Thomas A. Milligan. 2nd ed. Willey Interscience // IEEE Press, 2005. - 632 p.

5. Baum С. E. Some Characteristics of Electric and Magnetic Dipole Antennas for Radiating Transient Pulses // Sensor and Simulation Notes. - 1971. - No. 125. - 170

P-

6. Koshelev V. I., Buyanov Y. I., Andreev Y. A., Plisko V. V., Sukhushin K. N. Ultrawideband radiators of high-power pulses // Proc. Pulsed Power Plasma Science, Las Vegas, NV, Jun. 2001. - P. 1661-1664.

7. Hemmi C., Dover R.T., German F., Vespa A. Multifunction Wide-Band Array Design // IEEE Trans, on Antennas and Propagation. - 1999. - Vol. 47. - No.3. - P. 425-431.

8. Erickson R., OuachaA., CarlegrimB. et al. Dual Polarized Wideband Antenna Arrays With Reconfigurable Beamforming and Beamshaping // Proc. "EuCAP 2006", Nice, France, 6-10 Nov. 2006. - P. 1867-1870.

9. Ефремов A. M., Кошелев В. И., Ковальчук Б. М., Плиско В. В., Сухушин К Н. Генерация и излучение мощных сверхширокополосных импульсов наносекундной длительности // Радиотехника и электроника, 2007. - Т. 52. -№7,-С. 813-821.

10. Пономарев Г. А., Куликов А. Н., Тельпуховский Е. Д. Распространение УКВ в городе. - Томск: Изд-во «РАСКО», 1991. - 224 с.

11. Пат. RU2193265C2 Российская Федерация, МПК7 Н 01 Q 7/00, Н 04 J 13/00. Активная петлевая антенна (варианты) / Бульбин Ю. В., Буянов Ю. И., Винокуров А. А., Чуйков В. Д., Якубов В. П.; заявитель и патентообладатель Сибирский физико-технический институт при Томском гос. ун-те. - № 2001103953/09; заявл. 12.02.2001; опубл. 20.118.2002, Бюл. № 32.-10 с.

12. Кинг. Р., Смит Г. Антенны в материальных средах: В 2-х книгах. Пер. с англ. - М.: Мир, 1984. - 824 с.

13. Пистолькорс А. А. Антенны. М.: Связьиздат, 1947. - 482 с.

14. Кинг Р., Мимно Г., Уинг А. Передающие линии, антенны и волноводы. Пер. с англ. М., JL: Государственное энергетическое издательство, 1948. - 358 с.

15. Надененко С. И. Антенны. М.: Гос. изд-во литературы по вопросам связи и радио, 1959.-554 с.

16. Шубарин Ю. В. Антенны сверхвысоких частот. Харьков: Изд-во Харьковского гос. университета, 1960. -288 с.

17. Беличенко В. П., Буянов Ю. И., Кошелев В. И. Приём сверхширокополосных электромагнитных импульсов. Томск: Издательство ТГУ, 2005.-32 с.

18. Telecommunications, 47 CFR 15.503 (2010).

19. Марков Г. Т., Сазонов Д. М. Антенны. - М.: Энергия, 1975. - 528 с.

20. Совместимость технических средств электромагнитная. Воздействия электромагнитные большой мощности на системы гражданского назначения. Основные положения [Текст]: ГОСТ Р 51317.1.5-2009 (МЭК 61000-1-5:2004). -М.: Стандартинформ, 2009. -введ. 01.01.2010.

21. Радиосвязь. Термины и определения [Текст]: ГОСТ 24375-80. - Изд. с Изм. 1 (ИУС 6-86. 1986)-введ. 01.01.1982.

22. Астанин JI. Ю., Костылев А. А. Основы сверхширокополосных радиолокационных измерений. -М.: Радио и связь, 1989. - 192 с.

23. Переходные процессы в электрических цепях при передаче импульсов. Пер. с англ. М.: «Сов. радио», 1951. - 332 с.

24. Hansen R. С. Electrically Small, Superdirective, and Superconducting Antennas. - John Wiley & Sons, 2006. - 168 p.

25. Chang L. Т., Burnside W. D. An Ultrawide-Bandwidth Tapered Resistive ТЕМ Horn Antenna // IEEE Trans, on Antennas and Propagation. - 2000. - Vol. 48. - No. 12.-P. 1848-1857.

26. Balanis C. A. Antenna theory: analysis and design / C. A. Balanis. 2nd ed. - John Wiley & Sons, 1997. - 960 p.

27. D'Errico R., Sibille A. Single and Multiple Scattering in UWB Bicone Arrays // International Journal of Antennas and Propagation. - Hindawi Publishing Corporation, 2008. - Vol. 2008. - Article ID 129584. - 11 p.

28. Milligan T. A. Modern Antenna Design / Thomas A. Milligan. 2nd ed. Willey Interscience // IEEE Press, 2005. - 632 p.

29. Weiner M. M. Monopole Antennas. - Marcel Dekker Inc., 2003. - 720 p.

30. Ray K. P. Design Aspects of Printed Monopole Antennas for Ultra-Wide Band Applications // International Journal of Antennas and Propagation. - Hindawi Publishing Corporation, 2008. - Vol. 2008. - Article ID 713858. - 8 p.

31. Zhang J. P., Xu Y. S., Wang W. D. Microstrip-Fed Semi-Elliptical Dipole Antennas for Ultrawideband Communications // IEEE Trans, on Antennas and Propagation.-2008.-Vol. 56, No. l.-P. 241-244. (3.1-10.6 GHz)

32. Каталог изделий фирмы Montena: Field sensors. - режим доступа: http://www.montena.com/system/pulse-measurement/field-sensors (дата обращения 02.09.2013)

33. Каталог изделий фирмы PRODYN Technologies, Inc.: Passive Integrators. -режим доступа: http://point2point.co.uk/product-category/passive-integrators (дата обращения 02.09.2013)

34. Yarovoy A. G., Savelyev Т. G., Aubry P. J., Lys P. Е., Ligthart L. P. UWB Array-Based Sensor for Near-Field Imaging // IEEE Trans, on Microwave Theory and Techniques. - 2007. - Vol. 55. - No. 6. - P. 1288-1295.

35. Lee R. Q., Simons R. N. Tapered slot antenna / K. F. Lee, W. Chen Advances in Microstrip and Printed Antennas. - John Wiley & Sons, 1997. - 599 p.

36. Qing X., Chen Z. N., Chia M. Y.-W. Parametric Study of Ultra-Wideband Dual Elliptically Tapered Antipodal Slot Antenna // International Journal of Antennas and Propagation. - Hindawi Publishing Corporation, 2008. - Vol. 2008. - Article ID 267197.-9 p.

37. Wheeler H. A. Small Antennas // IEEE Trans, on Antennas and Propagation. -1975. - Vol. AP-23, No. 4. - P. 462-469.

38. Shen H. M., King R. W. P., Wu Т. T. New Sensors for Measuring Very Short Electromagnetic Pulses // IEEE Trans, on Antennas and Propagation. - 1990. - Vol.

38. No. 6.-P. 838-846.

39. Курушин А. А., Пластиков A. H. Проектирование СВЧ устройств в среде CST Microwave Studio. -M.: Издательство МЭИ, 2010.-160 с.

40. Банков С. Е., Гутцайт Э. М., Курушин А. А. Решение оптических и СВЧ задач с помощью HFSS. - М.: ООО «Оркада», 2012. - 250 с.

41.FEKO Product Detail. — Режим доступа: http://www.feko.info/product-detail (дата обращения 02.09.2013).

42. Sullivan D. М. Electromagnetic simulation using the FDTF method / Editor in chief R. J. Herrick. - IEEE Press, 2000. - 164 p.

43. Parallel Finite-Difference Time-Domain Method / Wenhua Yu ... [et al.]. -Artech House electromagnetic analysis series, 2006. -258 p.

44. OpenEMS - free and open electromagnetic field solver. - Режим доступа: http://openems.de/index.php/OpenEMS#Features (дата обращения 02.09.2013).

45. Аарони А. Антенны. - Перевод с английского / Под ред. А. И. Шпунтова. -М.: Сов. радио, 1951.-292 с.

46. Essele К. P., Stuchly S. S. Pulse-Receiving Characteristics of Resistively Loaded Dipole Antennas // IEEE Trans, on Antennas and Propagation. - 1990. - Vol. 38. -No. 103.-P. 1677-1683.

47. Лавров Г. А., Князев А. С. Приземные и подземные антенны. - М.: Сов. радио, 1965.-472 с.

48. Андреев Ю.А., Буянов Ю.И., Кошелев В .П., Плиско В.В. Приемная антенна для исследования пространственно-временной структуры сверхширокополосных электромагнитных импульсов // Электромагнитные волны и электронные системы, 2001. - Т. 6. - № 2-3. - С. 69-75.

49. Ред Э. Справочное пособие по ВЧ схемотехнике / пер. с нем. С.Н. Шибалова, Ю.А. Лурье, М:. "Мир", 1990. - 256 с.

50. Wu Т. Т., King R. W. P. The Cylindrical antenna with Nonreflecting Resistive Load // IEEE Trans, on Antennas and Propagation. - 1965. - Vol. AP-13, No. 5. - P. 369-373.

51. Kanda M. A Relatively Short Cylindrical Broadband Antenna with Tapered Resistive Loading for Picosecond Pulse Measurements // IEEE Trans, on Antennas and Propagation. - 1978. - Vol. AP-26, No. 3. - P. 439-447.

52. Masterson K. D., Kanda M., Novotny D. R. Broadband Electromagnetic-Field Sensors with Optoelectronics Links / Review of Radio Science 1996-1999. - London: Whiley IEE Press, 1999. - P. 3-26.

53. Samaddar S. N., Mokole E. L. Transient Behavior of Radiated and Received Fields Associated with a Resistively Loaded Dipole // Proc. Ultra-Wideband, Short Pulse Electromagnetics 4. - New York: Kluwer Academic Plenum Publishers, 1999. -P. 165-179.

54. Овсянников В. В. Вибраторные антенны с резистивными нагрузками. - М.: Радио и связь, 1985. - 120 с.

55. Буянов Ю. И., Смирнов В. П. Активные антенны. Томск: изд-во Томского государственного педагогического института, 1976. 90 с.

56. Turner Е. М., Meinke Н. Н.; Lindenmeier Н.; Subminiature integrated antenna. -Patent US3521169. -Jul. 21, 1970.

57. Rangole P. К., Saini S. P.; Sharma I. D. The bandwidth of a transistorised active antenna // Journal of the Institution of Electronics and Telecomm. Engineers. -1974. No. 20. -P. 42-44.

58. Grabherr W, Menzel W. Broadband, low-noise active receiving microstrip antenna // Proceedings of the 24th European Microwave Conference, Part 2, 1994. -P. 1785-1790.

59. Bolens W. W. Tap J. W. Constant band-width input stage with high Q antenna. -Patent US2787704. - Apr. 2, 1957

60. Steghafner H. Push-pull amplifier for an active dipole antenna. - Patent DE4310532A1, 6 pgs., Oct. 6, 1994.

61. Steghafner H. Active dipole antenna. - Patent DE3405044C1. - Aug. 29, 1985

62. Bell R. L, Wickersham A. F. Antenna incorporating active elements. - Patent US3098973A. - Jul. 23, 1963.

63. Hopf J., Lindenmeier H. Active loop antenna // IEEE Conference on Antenna and Propagation, May 1982. - P. 560-563.

64. A. c. 902123 СССР, MKJI3 H 01 Q 23/00. Рамочная активная антенна / Атапин В. И., Бульбин Ю. В., Буянов Ю. И (СССР). - № 2883829/18-09; заявл. 07.02.80; опубл. 30.01.82, Бюл. № 4. -2 с.

65. Long R. A, Borland G Miniature ultra-wideband active receiving antenna, US Patent Application US2003/0227572A1. - Oct. 3, 2002

66. Каталог продукции Credence Technologies, Inc.: Broadband miniature receiving antenna for radiated emission. — Режим доступа: http://www.ittc.ku.edu/~callen/active_antennas/Credence_CTSO 11 .pdf (Дата обращения 02.09.2013)

67. Каталог продукции Rohde & Schwarz: Широкополосная активная приемная антенна. - Режим доступа: http://www.rohde-schwarz.ru/products/radiomonitoring/antennas/HE500/ (Дата обращения 02.09.2013)

68. Matsui Т. A wide-band FET antenna and its calibration // IEEE Trans, on Instrumentation and Measurement. - 1991. - Vol. 40. - No. 1. - P. 47-49.

69. Штагер E. А. Рассеяние радиоволн на телах сложной формы. - М.: Радио и связь, 1986.- 184 с.

70. Канарейкин Д. Б., Павлов Н. Ф., Потехин В. А. Поляризация радиолокационных сигналов. -М.: Сов. радио, 1966. -438 с.

71. Астанин JI. Ю. Характеристики радиолокационных целей при использовании сверхширокополосных сигналов // Радиотехника. - 1984. -№11. -С. 19-24.

72. Корюкин А. Н. Качественный анализ электромагнитных полей систем простых антенн: Диссертация кандидата технических наук: 05.12.07; [Место защиты: Моск. энерг. ин-т (МЭИ ТУ)] - М., 2008. - 170 с.

73. Князь А. И., Каторгин В. А. Векторные приемные антенны // Зарубежная радиоэлектроника. - 1984. - №8. - С. 36-42.

74. Lera Acedo Е. Ultra-wideband phased array antennas for low frequency radio astronomy: Ph. D. Thesis: Signal Theory and Communications; [Место защиты: University Carlos III of Madrid], - Испания, Мадрид, 2010. - 175 с. - Режим доступа: http://e-archivo.uc3m.es/bitstream/handle/l 0016/8192/Tesis_EdeLeraAcedo.pdf?sequence=2 (Дата обращения 02.09.2013).

75. Shin J., Shaubert D. S. A parameter Study of Stripline-Fed Vivaldi Notch-Antenna Arrays //IEEE Trans, on Antennas and Propagation. - 1999. - Vol. 47. - No. 5.-P. 879-886.

76. Chio Т. H., Shaubert D. S. Parameter Study and Design of Wide-Ban Widescan Dual-Polarized Tapered Slot Antenna Arrays //IEEE Trans, on Antennas and Propagation. - 2000. - Vol. 48. - No. 6. - P. 879-886.

77. Kragalott M., Pickles W. R., KluskensM. S. Design of 5:1 Bandwidth Stripline Notch Array from FDTD Analysis // IEEE Trans, on Antennas and Propagation. -2000. - Vol. 48. - No. 11. - P. 1733-1740.

78. Kindt R. W., Pickles W. R. Ultrawideband All-Metall Flared-Notch Array Radiator // // IEEE Trans, on Antennas and Propagation. - 2010. - Vol. 58. - No. 11. -P. 3568-3575.

79. Балзовский E. В., Буянов Ю. И., Кошелев В. И. Сверхширокополосная дипольная антенна с резистивными плечами // Радиотехника и электроника. -2004. - Т. 49, №4. - С. 460-465.

80. Балзовский Е. В. Сверхширокополосная дипольная приемная антенна // Труды XII Всероссийской школы-конференции по дифракции и распространению волн. - Москва: Изд-во МФТИ. - 2001. - Т. И. - С. 316-317.

81. Балзовский Е. В. Сверхширокополосная дипольная антенна // Труды Всероссийской научной конференции «Физика радиоволн». — Томск: Изд-во ТГУ. - 2002. - С. VI-20 - VI-23.

82. Park S. Н., Yoon В. Т., Kim Y. Е., Yoon I. J., Balzovsky Е. V., Buyanov Yu. I., Koshelev V. I. Active Antenna Able to Transmit and Receive for Wireless Signal and Mobile Communication Terminal thereof. - Patent KR100822475B1. - Apr. 16, 2008.

83. Yoon I. J., Balzovsky E., Buyanov Yu., Park S. H., Kim Y. E., Koshelev V. Active Integrated Antenna for Mobile TV Signal Reception // Microwave and Optical Technology Letters. - 2007. - Vol. 49, No. 12. - P. 2998-3001.

84. Балзовский E. В., Буянов Ю. И., Кошелев В. И. Активная антенна для измерения импульсных электрических полей // Известия вузов. Физика. - 2007. -Т. 50.-№5.-С. 82-86.

85. Балзовский Е. В., Буянов Ю. И., Кошелев В. И. Сверхширокополосная активная приемная антенна // Известия вузов. Физика. - 2006. - № 9, Приложение. - С. 14-18.

86. Андреев Ю.А., Буянов Ю.И., Кошелев В.И. Комбинированная антенна с расширенной полосой пропускания // Радиотехника и электроника. - 2005-Т.50. -№5 - С. 585-594.

87. Balzovsky E. V., Buyanov Yu. I., Koshelev V. I. Characterization of active ultrawideband array antennas with dual polarization // Proc. 15th Int. Symp. on High Current Electronics. - 2008. - P. 418-421.

88. Балзовский E. В., Буянов IO. И., Кошелев В. И. Элемент активной приемной двухполяризационной антенной решетки // Доклады Международной научно-практической конф. «Электронные средства и системы управления. Опыт инновационного развития». - Томск: В-Спектр. - 2007. - Ч. 1. - С. 155-158.

89. Малорацкий JI. Г., Явич JI. Р. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях. - М.: Сов. радио, 1972. - 232 с

90. Балзовский Е. В., Буянов Ю. И., Кошелев В. И. Векторная приемная антенна для измерения поляризационной структуры сверхширокополосных электромагнитных импульсов // Радиотехника и электроника. - 2005. - Т. 50, № 8.-С. 938-947.

91. Koshelev V. I., Balzovsky Е. V., Buyanov Yu. I. Investigation of polarization structure of ultrawideband radiation pulses // Proc. IEEE Pulsed Power Plasma Science Conf. - 2001. - V. 2. - P. 1657-1660.

92. Балзовский E. В., Буянов Ю. И., Кошелев В. И. Исследование и разработка активной векторной антенны для приема сверхширокополосных субнаносекундных импульсов // Известия вузов. Физика. - 2008. - Т. 51. — №9/2.-С. 11-12.

93. Koshelev V. I., Balzovsky Е. V., Buyanov Yu. I. Vector receiving antenna for ultrawideband radar polarimetry // Proc. Ultra-Wideband, Short-Pulse Electromagnetics 6. - 2003. - P. 511-522.

94. Балзовский E. В., Буянов Ю. И., Коньков П. А., Кошелев В. И. Исследование пространственно-временной поляризационной структуры импульсов сверхширокополосного излучения // Сборник докладов Всеросийской научной конференции «Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике». - Муром: Изд.-полигр. центр МИ ВлГУ. -2003.-С. 204-208.

95. Балзовский Е.В. Исследование поляризационной структуры сверхширокополосных электромагнитных импульсов // Материалы Межд. конф. "Современные проблемы физики и высокие технологии". - Томск: Изд-во НТЛ, 2003.-С. 411-413.

96. Koshelev V. I., Balzovsky Е. V., Buyanov Yu. I., Konkov P. A., Sarychev V. Т., Shipilov S. E. Radar Signal Polarization Structure Investigation for Object Recognition // Proc. Ultra-Wideband Short-Pulse Electromagnetics 7. - 2007. -P. 707-714.

97. Балзовский E. В., Буянов Ю. И., Кошелев В. И. Векторная приемная антенна для исследования поляризационной структуры импульсного сверхширокополосного излучения // Труды III Международной конференции «Электронные средства и системы управления». - Томск: Изд-во ТУСУР -2005.-С. 139-141.

98. Balzovsky Е. V., Buyanov Yu. I., Koshelev V. I. Characterization of Active Vector Receiving Antenna // Proc. 16th Inter. Symp. on High Current Electronics. -2010.-P. 451-454.

99. Kwon D. H., Balzovsky E. V., Buyanov Yu. I., KimY., Koshelev V.I. Small Printed Combined Electric-Magnetic Type Ultrawideband Antenna with Directive Radiation Characteristics // IEEE Trans, on Antennas and Propagation. - 2008. -V. 56.-No. l.-P. 237-241.

100. Kwon D. H., Balzovsky E. V., Buyanov Yu. I., KimY., Koshelev V.I. Small printed ultra-wideband antenna combining electric- and magnetic-type radiators // Proc. Ultra-Wideband Short Pulse Electromagnetics 9 / Edited by F. Sabath et al. -2010. - New York: Springer. - P. 425-431.

101. Kwon D. H., KimY. J., Lee S. S., Balzovsky E. V., Buyanov Yu. I., Koshelev V. I. Small Ultra Wide-Band Antenna Having Uni-Directional Radiation Pattern. - Patent KR20060084347. - Jul. 24, 2006.

102. Balzovsky Е. V., Buyanov Yu. I., Kim Y. J., Koshelev V.I., KwonD. H., Lee S. S. Small Ultra Wideband Antenna Having Unidirectional Radiation Pattern. -Patent US7589686B2. - Sep. 15, 2009.

103. Farr E.G., Baum C.E., Prather W.D., Bowen L.H. Multifunction impulse radiating antennas: Theory and experiment // Ultra-Wideband Short Pulse Electromagnetics 4. - New York: Plenum Press, 1999. - P. 131-144

104. Балзовский E. В., Буянов Ю. И., Кошелев В. И. Малогабаритная плоская антенна как элемент сверхширокополосной двухполяризационной решетки // Труды III Всероссийской научно-технической конференции «Радиолокация и радиосвязь». - 2009. - М.: Изд-во ИРЭ им. В. А. Котельникова РАН. - Т.1. - С. 39-43.

105. Koshelev V. I., Balzovsky Е. V., Buyanov Yu. I. Ultra-wideband active receiving array antenna with dual polarization // Proc. Ultra-Wideband Short Pulse Electromagnetics 9 / Edited by F. Sabath et al. - 2010. - New York: Springer. -P. 269-276.

106. Efremov A. M., Koshelev V. I., Kovalchuk В. M., Plisko V. V., Sukchushin K. N. High-power sources of ultrawideband radiation with subnanosecond pulse length // Изв. вузов. Физика. - 2006. — №11. Приложение. -С. 446-449.

107. Балзовский Е. В., Буянов Ю. И., Кошелев В. И. Активная антенная решетка для приема импульсов с произвольной поляризацией // Труды III Всероссийской научно-технической конференции «Радиолокация и радиосвязь». - 2009. - М.: Изд-во ИРЭ им. В. А. Котельникова РАН. - Т.1. - С. 66-70.

108. Генерация и излучение мощных сверхширокополосных импульсов наносекундной длительности / А. М. Ефремов [и др. ] // Радиотехника и электроника.-2007.-Т. 52, N7.-С. 813-821.

109. Балзовский Е. В., Буянов Ю. И., Кошелев В. И. Двухполяризационная приемная антенная решетка для регистрации сверхширокополосных импульсов // Радиотехника и электроника. - 2010. - Т. 55. - № 2. - С. 184-192.

110. Кошелев В. И., Плиско В. В., Сухушин К. Н. Четырехэлементная антенная решетка // Доклады 4 Международной научно-практ. конф. "Электронные средства и системы управления. Опыт инновационного развития". - Томск, Россия, Октябрь 31 - Ноябрь 3, 2007. - С. 202-205.