Статистика поля в зоні Френеля круглої сфокусованої апертури - Автореферат

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана на кафедрі основ радіотехніки Харківського національного університету радіоелектроніки Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Должиков Володимир Васильович, Харківський національний університет радіоелектроніки, м. Захист відбудеться “25” червня 2008 р. о 15-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.052.03 у Харківському національному університеті радіоелектроніки за адресою: м. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою:61166, м.На сьогодні значимість багатьох проблем, таких як радіозвязок і радіолокація на малих відстанях, забезпечення електромагнітної сумісності радіоелектронних засобів (РЕЗ), захист біологічних обєктів від опромінення електромагнітним полем, постійно зростає через збільшення потужностей випромінювання РЕЗ, підвищення чутливості їх приймачів і особливо у звязку з ростом електричних розмірів їх випромінювальних систем (ВС) - антен. При розробці подібних літальних апаратів виникає ряд важливих задач, серед яких варто виділити задачі забезпечення високого ККД системи енергопостачання ЛА і підтримки точності наведення на апертуру ректени мікрохвильового променя передавальної антени, розвязання яких неможливе без знання характеристик антени в її зоні Френеля. Розробка статистичної теорії антен для зони Френеля ускладнюється тією обставиною, що, на відміну від дальньої зони, якій властива сформована інтерференційна картина, кутовий розподіл поля в зоні Френеля істотно залежить від відстані до антени. Одержати вирази для флуктуаційних і кореляційних характеристик поля в зоні Френеля круглої сфокусованої апертури й дослідити їхню залежність від поздовжньої і кутової координати, відстані фокусування та статистичних параметрів флуктуацій фази джерел. Отримано співвідношення, які визначають: комплексну амплітуду поля, його середню інтенсивність; флуктуації амплітуди, фази поля і координат точки максимуму інтенсивності; елементи кореляційної матриці поля для круглої сфокусованої в зону Френеля апертури з довільним, але аксіально-симетричним амплітудним розподілом за наявності випадкових фазових помилок на апертурі.При цьому слід зазначити, що якщо при аналізі кутового розподілу поля на фокальній сфері для оцінки його характеру можна скористатися відомими співвідношеннями, отриманими для дальньої зони (величина і ширина головної пелюстки, положення і рівень перших бокових пелюсток і т.д.), то подібних співвідношень, котрі б мали відношення до поздовжнього розподілу, в літературі немає. , (2) де - амплітуда поля в центрі апертури, - функція, яка описує амплітудний розподіл поля на апертурі і нормована на значення амплітуди ; - хвильове число; - довжина хвилі у вільному просторі, - узагальнений кут, - безрозмірна радіальна координата на апертурі, - нормована радіальна координата точки спостереження і - узагальнена радіальна координата, що характеризує радіальне віддалення точки спостереження від фокальної сфери, - відстань дальній зони. Докладно досліджено поздовжній розподіл інтенсивності поля в зоні Френеля за відсутності флуктуації при рівномірному і спадаючому амплітудному розподілах, поздовжній розподіл середньої інтенсивності, середні коефіцієнти фокусування і дефокусування. При цьому відбувається зміщення точки максимуму інтенсивності поля (МІП) у напрямку до апертури - при нульовому пєдесталі воно може досягати 20% для мілкого фокусування ; зменшення величини інтенсивності в максимумі - до 60%; зміна ширини головної пелюстки (поздовжнього розміру фокальної плями); заповнення нулів. У результаті детального аналізу, проведеного на підставі співвідношень (4), (5), показано, що порівняно з поздовжнім розподілом інтенсивності за відсутності фазових флуктуацій, ПРСІ має більш згладжений характер, меншу величину головного максимуму, більше його зміщення від фокальної точки до апертури, більший рівень побічних екстремумів, а також, що поздовжній розмір фокальної плями середньої інтенсивності відрізняється від поздовжнього розміру за відсутності флуктуацій.Внаслідок дисертаційних досліджень вирішено актуальну науково-прикладну задачу подальшого розвитку статистичної теорії антен для зони Френеля круглої сфокусованої апертури за наявності фазових флуктуацій в амплітудно-фазовому розподілі, яка складалася із вивчення низки середніх характеристик (поздовжнього розподілу середньої інтенсивності, середніх коефіцієнтів фокусування і дефокусування), а також флуктуаційних та кореляційних характеристик поля, що дозволяє вже на етапі проектування визначати реальні і максимально припустимі характеристики антен з круглою апертурою у зоні Френеля з урахуванням реальних умов їхнього функціонування, а також сформулювати обґрунтовані вимоги до допусків і технології їх виготовлення.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ