Формування діаграм спрямованості відкритого кінця циліндричних регулярних хвилеводів з довільним типом імпедансних меж. Задача розкладання в ортонормованому базисі функцій апертурних розподілів із двома площинами симетрії в циліндричній системі координат.
Аннотация к работе
Національна академія наук України АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукРобота виконана в Радіоастрономічному інституті Національної академії наук України. Науковий керівник - доктор фізико-математичних наук, професор Горобець Микола Миколайович, Харківський національний університет імені В.Н. Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Фісун Анатолій Іванович, Інститут радіофізики та електроніки ім. Усикова Національної академії наук України, м. доктор фізико-математичних наук, професор, Должиков Володимир Васильович, Харківський національний університет радіоелектроники, м.Застосування наближених методів в аналізі випромінювання з відкритого кінця ліній з імпедансними межами для одержання в аналітичній формі параметрів випромінювачів дає можливість досліджувати амплітудні і поляризаційні характеристики випромінювання з урахуванням параметрів ліній, дозволяє розширити уявлення про особливості формування випромінювання в діапазоні частот з поширенням результатів досліджень на рупорні випромінювачі з малими кутами розкривів. Актуальність досліджень, проведених у дисертаційній роботі, визначається необхідністю подальшого розвитку фізичних уявлень про формування діаграм спрямованості випромінювання з відкритого кінця ліній та рупорних випромінювачів з імпедансними межами, вивчення впливу параметрів внутрішніх меж опромінювачів на характеристики гостроспрямованих антен і пристроїв систем звязку, радіолокаторів і радіотелескопів міліметрового і субміліметрового діапазонів радіохвиль. Представлені в дисертації результати досліджень отримано в рамках науково-дослідних робіт, в проведенні яких автор брав участь в якості відповідального виконавця: "Теоретичні й експериментальні дослідження чутливості радіотелескопів міліметрового діапазону", "Розробка систем контролю поверхні рефлекторів і оптимізація характеристик великоапертурних антенних систем радіотелескопів діапазону коротких міліметрових хвиль", "Дослідження радіофізичних характеристик обєктів Сонячної системи та земного довкілля на міліметрових хвилях методами радіометрії і спектроскопії", "Теоретичні й експериментальні дослідження радіофізичного методу дистанційного контролю чистоти повітря в міліметровому діапазоні радіохвиль" (номера держ. реєстрації 01860095209, 0193035235, 0100U006423, 0102U002483 відповідно). Для досягнення зазначеної мети необхідно вирішити наступні задачі: · одержати наближені аналітичні вирази характеристик імпедансних меж і розвязань дисперсійних рівнянь без обмеження електричних розмірів ліній і дослідити постійні поширення і спектри власних хвиль, · провести порівняльні дослідження еволюції розподілів гібридних хвиль нижчих порядків у розкривах ліній з імпедансними межами різних типів, · вивчити закономірності формування діаграм спрямованості відкритого кінця циліндричних регулярних хвилеводів з довільним типом імпедансних меж, · розвязати задачу розкладання в ортонормованому базисі функцій апертурних розподілів із двома площинами симетрії в циліндричній системі координат, визначити похибки розкладань. Випромінювання з відкритого кінця ліній з імпедансними межами в ближній і проміжній зонах досліджено методом власних функцій з використанням розкладань полів в ортонормованому базисі функцій Лагерра-Гаусса в наближенні Френеля-Кірхгофа.У першому розділі представлено аналітичний огляд досліджень ліній з імпедансними межами і характеристик їхнього випромінювання, наведено аналіз ефективності опромінювачів гостроспрямованих антенних систем у радіолокації, звязку, радіоастрономії. Найбільш кращі за коефіцієнтом використання поверхні, рівням бічного і кросполяризованого випромінювання хвилеводи і рупори з гофрованою внутрішньою поверхнею з укороченням довжин хвиль наблизилися до меж точностей, які забезпечують сучасні технології електролітичного формування. З огляду методів аналізу і результатів досліджень хвилеводів з імпедансними межами випливає, що для гібридних хвиль нижчих індексів дотепер не вивчені в достатньому обсязі закономірності формування випромінювання з відкритого кінця ліній, еволюція апертурних розподілів при зміні електричних розмірів ліній, характеристики випромінювання і розподілу полів у зоні дифракції Френеля при білякритичних значеннях відносних хвильових чисел. З рівності нулю визначника системи випливає загальна форма дисперсійного рівняння для власних хвиль з азимутальними індексами де - поперечні хвильові числа, , - імпедансні функції, виражені через лінійні комбінації функцій Бесселя і Неймана m-го порядку і їхніх похідних, хвильове число вільного простору, в-подовжнє хвильове число.