Розроблено наукові засади теорії та удосконалено методи дифракційного аналізу, досліджено електродинамічні характеристики нового класу апертурних антен - пристроїв з дискретними робочими поверхнями. Сформульовано визначення, здійснено класифікацію, обгрунтовано принципи побудови дискретних поверхонь, які розглянуто як елементи апертурних антен. Удосконалено методи дифракційного аналізу, засновані на розв'язку інтегральних рівнянь. Показано, що метод дифракційного аналізу характеристик антенних елементів з ідеально провідною дискретною поверхнею складається з послідовного двохетапного числового розв'язання відповідної дифракційної задачі. На базі методу дифракційного аналізу характеристик антенних елементів з ідеальною провідною дискретною поверхнею розроблено й апробовано метод фазової корекції. З використанням запропонованих методів і математичних моделей реалізовано числове розв'язання відповідних двовимірних дифракційних задач і проведено аналіз властивостей різноманітних дискретних поверхонь. Вперше вивчено основні фізичні закономірності у разі зміни кількості шарів, геометричних параметрів, довжини хвилі, характеру поверхневого імпедансу й амплітудного розподілу падаючого поля. Проведено порівняльне дослідження напрямлених, фокусуючих і частотних властивостей усіх досліджуваних антенних пристроїв з аналогічними властивостями суцільних параболічних дзеркал. На базі проведених натурних експериментів досліджено спрямовані властивості дзеркальних і лінзових антен з дискретною та модифікованою дискретною робочею поверхнею.

  Скачати повний текст

1. Об'єктом досліджень є електромагнітні процеси, що відбуваються при випромінюванні антенами у широкій смузі частот. Предметом досліджень є частотні та спрямовані характеристики антен у широкій смузі частот.У дисертаційній роботі використовується математичний апарат електродинаміки, методи теорії антен та пристроїв надвисоких частот, низькочастотні методи обчислювальної електродинаміки (метод моментів), а також методи експериментального дослідження частотних та спрямованих характеристик антен у натурних умовах. Вперше отримані частотні залежності основних електродинамічних характеристик поширених типів антен у широкій смузі частот, які дозволяють коректно враховувати чисельні значення позасмугового рівня коефіцієнта підсилення у задачах аналізу електромагнітної обстановки; Вперше запропонована математична модель для аналізу позасмугового рівня коефіцієнта підсилення антен, яка відрізняється від існуючих тим, що дозволяє проводити аналіз його значення у конкретному секторі кутів; Дістав подальшого розвитку метод розрахунку коефіцієнта підсилення антен за межами смуги робочих частот, який враховує частотну залежність коефіцієнта відбиття на вході антени; Вперше представлена низка оригінальних топологій широкосмугових малорозмірних антен, особливістю яких є їх периферійне збудження, що не порушує планарність конструкції. На підставі комп'ютерного моделювання та експериментального дослідження доведено можливість їх практичного використання.^UThe object of research is the electromagnetic processes occurring when radiated by antennas in a wide frequency band. The subject of research is the frequency and directional characteristics of antennas in a wide frequency band. The dissertation work uses the mathematical apparatus of electrodynamics, methods of the theory of antennas and microwave devices, low-frequency methods of computational electrodynamics (method of moments), as well as methods of experimental research of frequency and directional characteristics of antennas in full-scale conditions. For the first time, the frequency dependences of the main electrodynamic characteristics of common types of antennas in a wide frequency band were obtained, which make it possible to correctly take into account the numerical values of the out-of-band gain level in the problems of analyzing the electromagnetic environment; For the first time, a mathematical model was proposed for analyzing the out-of-band level of antenna gain, which differs from the existing ones in that it allows analysis of its value in a specific sector of angles. The method for calculating the antenna gain outside the operating frequency band has been further developed, taking into account the frequency dependence of the reflection coefficient at the antenna input ; For the first time, a number of original topologies of broadband small-sized antennas are presented, a feature of which is their peripheral excitation, does not violate the planarity of the structure. On the basis of computer modeling and experimental research, the possibility of their practical use has been proven.