Здравствуйте. Подскажите новичку, пожалуйста, существуют ли какие нибудь теоретические работы, монографии и т. д. по минимизации нижней граничной частоты сверхширокополосной антенны. Задача следующая: нужно излучить электромагнитный импульс малой длительности. Форма импульса, подаваемого на антенну, похожа на гауссовскою. Центральная частота такого импульса равна нулю, поэтому чем ниже граничная частота рабочего диапазона антенны, тем она эффективнее.

P.S. Максимум, что нашёл по теме - это книги Small Antenna Design (Communications Engineering Series) (Douglas B. Miron); Electrically Small, Superdirective, and Superconducting Antennas (R. C. Hansen) на Гигапедии. Но там для узкополосных антенн.
Также смотрел некоторые статьи с IEEE наподобие Size Reduction and Multiband Characteristic Using Koch Fractal Dipole (Hamzah, S. A.; Zainal и др.) //2006 International RF and microwave conference proceedings, September 12 - 14, 2006, Впечатление: как только такое на IEEE допускают до публикации? (Сравнивают с простейшим дипольным вибратором). Нужно что-то, действительно работающее и применимое на практике.

Прежде всего надо ознакомиться с общей теорией антенн для СШП импульсного излучения. КНиг по этой теме не много. На память приходит книга Астанин, Костылев Антенны несинусоидальных волн. Есть книга с подобным названием на английском языке. Для импульсного излучения есть ряд требований к антенне, которые не свдятся только к ширине рабоей полосы частот. Если Вам задана гауссова форма импульса - то это печально, так как антенна не может ее излучить без искажений принципиально. Оптимальным является гауссов моноимпульс - импульс с положительной и отрицательной полуволной тока. Что касается рассмотрения ширкополосных антенн, то по-моему в классике все изложено хорошо: посмотрите Айзенберг коротковолновые антенны в разделе антенн вертикальной поляризации. Там приведены оценки на минимальные размеры антенн. Кроме того есть предельная теорема (на нее есть ссылка у Айзенберга), которая ограничивает полосу частот согласования при ограничении размера антенн.

В книге Jeffrey H. Reed "An Introduction to Ultra Wideband Communication Systems" имеется глава, посвященная сверхширокополосным антеннам. Материалы в эту книгу взяты из Ph. D. Thesis "Ultra-wideband antenna charcterization and measurements" S. Licul, в которой также подробно рассмотрены сверхширокополосные антенны.

Это все, конечно, правильно, но для UWB понятие "эффективность" можно определить кучей способов и для некоторых из них нижняя частота отсечки не самый критичный параметр. Если можно, опишите задачу подробнее.
Что требуется получить:
а) минимальная длительность импульса -- критичным является дисперсия в антене и верхняя частота отсечки
б) максимальная амплитуда первого пика для несимметричного излучаемого импульса (вроде короткого положительного пика, за которым следует длительный отрицательный) -- здесь критичным является как раз нижняя частота отсечки.
в) максимальная peak-to-peak амплитуда (размах от максимума положительного пика до минимума отрицательного пика) -- здесь опять же можно обойтись без излучения особо низких частот - в импульсе типа "cycle" их просто не будет.
г) хорошее согласование с генератором -- здесь низкую частоту отсечки можно обеспечить введением согласующей нагрузки в антенну. При этом эффективность излучения не обязательно повысится. Хорошее согласование необходимо для обеспечения низкого "звона" в антенне (полсеимпульсных колебаний)
д) максимальная излучаемая энергия -- важно согласование полосы частот антенны с полосой импульса. В данном случае проще взять более подходящий импульс (со спектром, примерно соответствующим спектру импульсной характеристики антенны).
е)...


На низких частотах любая антенна, естесственно, мала по сравнению с длиной волны и особо не отличается от электрического плюс магнитного диполя. При этом стратегия оптимизации заключается в том, чтобы эффективный электрический дипольный момент соответствовал магнитному моменту. При этом образуется нечто вроде элемента Гюйгенса (скрещенные диполи), который и будет обеспечивать наиболее эффективное излучение на низких частотах. По крайней мере так оптимизируется на низких частотах импульсная рефлекторная антенна (IRA - Impulse Radiating Antenna). Соответствующие статьи можно найти в "Sensor and Simulation Notes", номер отчета точно не помню.

Есть еще хорошая книга Hans Schantz "The Art and Science of Ultrawideband Antennas". Она есть у меня в отсканированном виде. Хотел прикрепить сюда страницы оттуда, но не получилось. Могу выслать на е-мейл (пишите в личку куда слать).

Спасибо всем за очень дельные советы.
L E L: И так были предположения, что при излучении импульсов всё не сводится к чстотным характеристикам антенны и уменьшению её линейных размеров для уменьшения размазывания импульса. Теперь понятно, в каком направлении нужно идти. Книга Астанина, Костылева есть, только она называется "Основы сверхширокополосных радиолокационных измерений". Ещё бы найти Хармут X. Ф. "Несинусоидальные волны в радиолокации и радиосвязи". — М.: Радио и связь, 1985. И за ссылку на классику тоже спасибо. С антеннами пришлось столкнуться недавно, пока в основах разбираюсь.

Ulysses: Спасибо, книгу Jeffrey H. Reed нашёл, главу прочитаю.

sank: Понятие эффективности действительно сложное, тут и максимальную энергию нужно излучить, и длительность импульса сохранить, и переотражений избежать... Что и в какой пропорции - это уже на месте придётся решать. Но в общем, в каком направлении идти уже понятно.

Ещё раз всем спасибо.

[quote name='KLAlex' date='Feb 23 2009, 12:13' post='550830']
Здравствуйте. Подскажите новичку, пожалуйста, существуют ли какие нибудь теоретические работы, монографии и т. д. по минимизации нижней граничной частоты сверхширокополосной антенны. Задача следующая: нужно излучить электромагнитный импульс малой длительности. Форма импульса, подаваемого на антенну, похожа на гауссовскою. Центральная частота такого импульса равна нулю, поэтому чем ниже граничная частота рабочего диапазона антенны, тем она эффективнее.

P.S. Максимум, что нашёл по теме - это книги Small Antenna Design (Communications Engineering Series) (Douglas B. Miron); Electrically Small, Superdirective, and Superconducting Antennas (R. C. Hansen) на Гигапедии. Но там для узкополосных антенн.
Также смотрел некоторые статьи с IEEE наподобие Size Reduction and Multiband Characteristic Using Koch Fractal Dipole (Hamzah, S. A.; Zainal и др.) //2006 International RF and microwave conference proceedings, September 12 - 14, 2006, Впечатление: как только такое на IEEE допускают до публикации? (Сравнивают с простейшим дипольным вибратором). Нужно что-то, действительно работающее и применимое на практике.


При моделировании динамики электронного пучка в PIC солвере катод пушки заряжается, частицы через малое время начинают тормозиться собственным полем катода и эмиссия прекращается. В tracking солвере это явление отсутствует, но в силу ограниченности средств анализа этим солвером пользоваться нельзя. Как "научить" е-пушку правильно работать?