Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Дослідження структур джерел полів, що описуються зональними сферичними хвильовими функціями

Іване Дарсавелiдзе — 2024-11-25

Вивчено структури джерел скалярних полів, які описуються зональними сферичними хвильовими функціями. Такі функції знаходять застосування в задачах електродинаміки та акустики, коли область обмежена поверхнею сфери. Значення розглянутих полів залежать не тільки від відстані до джерела, але також і від кутової координати, що вказує на мультипольний характер такого джерела. У зв’язку з цим вивчення їх структури є цікавою теоретичною задачею.

Мультипольне джерело являє собою сукупність монополей (джерел полів нульового порядку), розташованих в деякій нескінченно малiй області. У роботі отримано вираз, який зв’язує поле нульового порядку з полями наступних порядків. Диференціальний характер цього виразу показує, що розмір мультиполя, на відміну від безрозмірного монополя, є нескінченно малою величиною. Надавши цій величині малi кінцеві значення, показано, що монополі в мультиполі розташовані вздовж відрізка малої довжини. Також знайдені значення амплітуди цих монополей. Отриманий мультиполь названий лінійним. На основі відомої теореми складання, визначені інші значення амплітуд монополей, при яких вихідне поле, що відповідає зональній сферичній хвильовій функції, описується точніше. Приведено узагальнення лінійного мультиполя на випадок більшої кількості монополів. На основі тієї ж теореми складання показано, що вихідне поле також може бути описано монополями, які на відміну від попередніх випадків, розташовані на поверхні сфери малого радіуса.

Формування електромагнітних полів регулярними та біконічними диполями з постійним та змінним розподіленим поверхневим імпедансом при довільному збудженні

Михайло Васильович Нестеренко — 2024-11-25

В наближенні тонкого дроту отримано чисельно-аналітичний розв’язок задачі про струморозподілення в регулярних та біконічних диполях з постійним та змінним розподіленим поверхневим імпедансом та довільним збудженням, розташованих у вільному просторі. Досліджено вхідні характеристики та поля випромінювання таких антенних структур. Достовірність розв’язку підтверджена задовільним узгодженням експериментальних і чисельних результатів із відомих літературних джерел, а також порівнянням з розрахунковими даними, отриманими з використанням пакетів комерційних програм. Представлені чисельні результати для вхідного адміттанса, коефіцієнта відбиття в фідерній лінії живлення і електромагнітних полів, що збуджуються в навколишньому просторі диполями з симетричним і асиметричним розподіленим поверхневим імпедансом.

Комп’ютерне моделювання термічної дії електромагнітних полів Wi-Fi на людину з використанням FDTDLab

Тамар Нозадзе — 2024-11-25

У сучасному світі люди живуть за умов зростаючого електромагнітного (ЕМ) забруднення середовища. Це пов’язано з розвитком та впровадженням сучасних засобів зв’язку — телефонів, комп’ютерів, Wi-Fi, мобільних мереж тощо, що порушує природний ЕМ фон. Очевидно, що тривалий вплив високоінтенсивного електромагнітного поля (ЕМП) може становити небезпеку як для здоров’я людини, так і для всіх живих організмів загалом. Тому питання про вплив ЕМП є сьогодні актуальним, і дослідження в цьому напрямі ведуться активно.

Метою даної роботи є вивчення теплових впливів ЕМП на людину з використанням чисельного моделювання. Розглянуто частоти 2,4 та 6 ГГц, що використовуються в системах Wi-Fi. Для чисельних оцінок використано програмне забезпечення FDTDLab, засноване на методі кінцевих різниць у часовій області FDTD (finite-difference time-domain). FDTD є важливим інструментом для моделювання впливу випромінювання сучасних бездротових засобів зв’язку на біологічні тканини. Використовуючи моделювання, оцінено вплив поглинання ЕМП тканинами людського тіла (жінка та дитина) з точки зору питомої швидкості поглинання SAR (specific absorption rate) та викликаного діелектричного нагріву. Зокрема, розраховані усереднений за масою SAR-1г та SAR-10г, середній SAR для всього тіла, а також значення підвищення температури у всьому тілі людини та її різних частинах. Відповідність результатів правилам безпеки перевірялася в рамках міжнародних стандартів, що регулюють SAR та підвищення температури.

Порівняльний аналіз точності оцінювання полюсів частотних характеристик методами дробово-раціональної апроксимації

Михайло Вікторович Андрєєв — 2024-11-25

Подано порівняльний аналіз характеристик точності, стійкості оцінок полюсів при проведенні апроксимації залежностей із застосуванням дробово-раціональної моделі. Результати отримані на основі чисельного моделювання для низки моделей: однополюсна, полюсна-нульова, двополюсна. Розділювальна здатність при оцінці значень близько-розташованих полюсів досліджена на основі двополюсної моделі. Розглянуто методи квазірозв’язку, Коші, ланцюгового дробу, векторного фіттінгу, адаптивний метод Антуласа–Андерсона (ААА). Запропоновано ітеративний варіант методу Коші, який перевищує за своїми характеристиками відомий варіант. Ітеративний варіант методу Коші, метод ланцюгового дробу і метод квазірозв’язку забезпечують високу стійкість та точність оцінок для всіх розглянутих моделей, перевершуючи інші методи. Означені три методи є зручним інструментом для дослідження полюсів характеристик різних електродинамічних структур, частотно-вибіркових структур, зокрема фільтрів.