Математическая модель многослойной линзы Люнеберга

• Автор: Кузьмин, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 117 с. : ил.

1. Список сокращений
2. Актуальность темы
3. Цель диссертационной работы
4. Научная новизна
5. Основные защищаемые положения
6. Практическая ценность
7. Концепция моделирования
1. Дифракция на многослойном шаре со слоями из однородного диэлектрика
1.1. Поле сторонних токов в сферической системе координат
в виде суммы сферических гармоник
1.2. Поле меридионального диполя над шаром из однородного диэлектрика
1.3. Поле источника Гюйгенса над шаром из однородного диэлектрика
1.4. Поле источника Гюйгенса над многослойным шаром со слоями из однородного
диэлектрика
1.5. Поле излучающей поверхности над многослойным шаром со слоями из однородного диэлектрика
1.6. Учет диаграммы направленности реального облучателя
1.7. Поле в ближней зоне антенны
1.8. Дифракция на многослойном цилиндре со слоями из однородного диэлектрика
2. Линза Люнеберга
2.1. Закон изменения показателя преломления в линзе Люнеберга
2.2. Амплитудное распределение поля на апертуре и диаграмма направленности
линзы Люнеберга
3. Многослойная сферическая антенна линза со слоями из однородного диэлектрика

3.1. Коэффициент направленного действия (D) и коэффициент использования поверхности (v)
3.2. Влияние ДН облучателя на ДН всей антенны
3.2.1. Зависимость КИП от ширины ДН облучателя
3.2.2. Влияние боковых лепестков ДН облучателя
3.2.3. Выводы
3.3. Влияние количества слоев на характеристики антенны
3.4. Амплитудно—фазовое распределение поля на апертуре
3.5. Учет потерь в диэлектрике
3.6. Влияние способа разбиения закона изменения диэлектрической проницаемости е(г) на слои
3.7. Влияние ошибок е в слоях на характеристики антенны
4. Экспериментальные данные
4.1. Подготовка эксперимента
4.1.1. Сферическая линза
4.1.2. Цилиндрическая линза
4.2. Установка для проведения экспериментов
4.3. Результаты эксперимента
4.3.1. Цилиндрическая линза
4.3.2. Сферическая линза
5. Применение линзы Люнеберга в радиометрии
5.1. Система обнаружения подповерхностного очага торфяного пожара
5.2. Результаты эксперимента
Приложения
A. Полиномы Лежандра
B. Функции Бесселя
C. Сферическая диэлектрическая линза с переменным показателем преломления.
Реферат патента №2099834
D. Описание программы для обработки данных получаемых со звуковой карты
E. Описание программы для получения характеристик сферической и цилиндрической линзы
1. Список сокращений
ДН — диаграмма направленности,
АР — амплитудное распределение,
ФР — фазовое распределение,
АФР — амплитудно-фазовое распределение,
ЭД — электрический диполь,
МД — магнитный диполь,
КНД — коэффициент направленного действия,
КИП — коэффициент использования поверхности,
СЭМ — строгий электродинамический метод,
ГО — геометрическая оптика,
УБЛ — уровень первого бокового лепестка, ппэ — плотность потока энергии.
2. Актуальность темы
В радиотехнических системах СВЧ диапазона применяются самые разнообразные типы антенн. Отличаются они друг от друга как по своим радиотехническим параметрам, так и принципом действия. Особое место среди них занимают антенны оптического типа. К ним относятся главным образом зеркальные и линзовые антенны.
Одним из типов линзовых антенн является линза Люнеберга. Это сферическая линза с центральной симметрией и изменяющимся вдоль радиуса показателем преломления. Как и всякая линза, она позволяет сравнительно легко создавать такое распределение поля по рас-крыву, которое обеспечит диаграмму направленности с малым уровнем боковых лепестков, без перестройки работает в широкой полосе частот, облучатель не экранирует излучение антенны. Ее основные преимущества связаны с центральной симметрией. Это обеспечение механического сканирования луча в полном секторе углов, без поворота всей антенны или фор-

F(t>) [СГВ] F(d) [dB]
Глава 3. Многослойная сферическая антенна линза со слоями из однородного диэлектрика

Е plain
Н plain
Рис. 3.19. Диаграммы направленности антенны N