Электродинамическая теория тонкого электрического вибратора

• Автор: Медведев, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 129 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ТОНКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВИБРАТОРА
1.1. Постановка задачи. Физическая модель тонкого электрического вибратора
1.2. Решения уравнений Гельмгольца для электродинамических потенциалов
1.2.1. Решение в декартовой системе координат
1.2.2. Представления функции Грина для свободного пространства в цилиндрической системе координат
1.3. Интегральное уравнение Поклингтона для тонкого электрического вибратора
1.4. Функционал для входного сопротивления электрического вибратора
1.5. Выводы
2. ВНУТРЕННЯЯ ЗАДАЧА АНАЛИЗА ДЛЯ ТОНКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВИБРАТОРА
2.1. Обобщенное уравнение Халлена для симметричного электрического вибратора
2.2. Обобщённое уравнение Халлена для несимметричного электрического вибратора
2.3. Сингулярные интегральные уравнения, получаемые из первого интегрального представления функции Грина
2.4. Сингулярные интегральные уравнения, получаемые из второго интегрального представления функции Грина
2.5. Интегральное уравнение Фредгольма второго рода
2.6. Симметричный вибратор. Численные результаты
2.7. Несимметричный вибратор. Численные результаты
2.8. Приближенные формулы для расчета короткого симметричного электрического вибратора
2.9. Выводы
3. ВНЕШНЯЯ ЗАДАЧА АНАЛИЗА ДЛЯ ТОНКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВИБРАТОРА
3.1. Диаграмма направленности симметричного вибратора в дальней зоне. Сравнение с известными результатами
3.2. Излучаемая мощность, сопротивление излучения и КНД симметричного вибратора
3.3. Расчет электромагнитного поля в ближней зоне
3.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение
Антенны являются важнейшей составляющей частью любой радиотехнической системы (РТС), в значительной степени определяющей как ее качественные показатели, так и стоимость. Одним из самых распространенных типов излучателей являются вибраторные антенны. Электрические вибраторы применяются как самостоятельные антенны, а также часто используются в качестве составных элементов ряда сложных антенных систем. Вибраторные излучатели широко используются как элементы фазированных антенных решеток (ФАР) в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах волн. Вибраторные излучатели как элементы ФАР при соответствующем выборе конструкции позволяют обеспечить работу в широкой полосе частоте или многочастотный режим в совмещенных вибраторных ФАР, обеспечивающих электрическое сканирование лучом в достаточно широком секторе углов до ±50" от нормали. Широкое применение вибраторных антенн обусловлено рядом их достоинств: относительно малой массой, устойчивостью к атмосферным внешним воздействиям, возможностью управления диаграммой направленности (ДН) благодаря включению управляемых нагрузок.
Вибраторные излучатели применяются также в качестве облучателей зеркальных антенн и как самостоятельные слабонаправленные антенны.
В настоящее время симметричные вибраторы, как самостоятельные антенны, используются на декаметровых, метровых и дециметровых волнах. В этих же диапазонах применяют и сложные антенны, состоящие из ряда симметричных вибраторов. Симметричные вибраторы находят применение и в сантиметровом диапазоне волн в качестве элементов сложных систем.
Несимметричные вертикальные заземленные вибраторы применяют на километровых и гектометровых волнах (антенны - мачты), а также на декаметровых и особенно на метровых волнах (автомобильные, самолетные и другие антенны).
Повышение эффективности антенны при одновременном снижении ее стоимости позволяет существенно улучшить технико-экономические показатели РТС в целом.
Глава 2. Внутренняя задача анализа для тонкого электрического вибратора
2.1. Обобщенное уравнение Халлена для симметричного электрического
В рамках описанной в первой главе диссертации физической модели тонкого электрического вибратора при рассмотрении излучения вибратора, не зависящего от угла ср, уравнение Поклингтона (1.3.8) будем понимать как дифференциальное уравнение второго порядка относительно г-состовляющей векторного электрического потенциала Ае, представленной определённым интегралом
Верхний индекс "е" у составляющей А в (2.1.1) для простоты опущен.
Предполагая, что симметричный вибратор (рис.2.1 при /0=0) возбуждается сторонним постоянным полем Е0, определённым в области зазора, т.е
Верхний индекс к(к —1,2,3) в (2.1.3) указывает на принадлежность к соответствующей области. Уравнения (2.1.3) необходимо решать совместно с граничными условиями для тангенциальных составляющих электрического и магнитного полей на поверхностях раздела областей (г = -Ь, г = Ъ).
вибратора
(2.1.1)

(2.1.2)
рассмотрим соотношение (1.3.8) в трёх областях:
(2.1.3)