Качественный анализ электромагнитных полей систем простых антенн

• Автор: Корюкин, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ В СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ
Нестационарные уравнения Максвелла для однородной среды без потерь.
Сведение уравнений Максвелла к волновым уравнениям для векторных потенциалов при заданных сторонних источниках.
Простейшие решения нестационарных уравнений с источниками. Нестационарное излучение элементарного электрического диполя
Простейшие решения нестационарных уравнений и поляризация электромагнитных волн.
Решения волнового уравнения в виде плоских нестационарных волн. Поляризация плоских электромагнитных волн. Гармонический режим. Известное определение поляризации СШП сигналов
Новое определение поляризации плоских электромагнитных сигналов при прямом пространственно - временном описании сигналов.
Выводы
Глава 2. КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ СИСТЕМЫ ИЗ ОРТОГОНАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ДИПОЛЕЙ (ОБОБЩЕННОГО ЭЛЕМЕНТА ГЮЙГЕНСА).
Общий подход к анализу структуры силовых линий электрического и магнитного полей источников поля в гармоническом и импульсном режимах излучения на основе качественной теории дифференциальных уравнений (КТДУ).
Об исходных уравнениях силовых линий электрического поля обобщенного элемента Гюйгенса.
Анализ особенностей электрического поля в гармоническом режиме Исследование особенностей электрического поля в плоскости (0, у,г). Исследование особенностей электрического поля в плоскости (х,у,0). Диаграммы направленности ОЭГ в гармоническом режиме излучения Анализ особенностей электрического поля при негармоническом
возбуждении.
2.6 Локальный анализ особых точек электрического поля
2.7 О практическом применение неподвижных нулей электрического поля
2.8 Выводы
Глава 3. КАЧЕС ТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ПОЛЕЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДИПОЛЕЙ.
3.1 Исходные формулы мгновенных значений электромагнитных полей
элементарной турникетной антенны.
3.2 Качественный анализ структуры поля турникетной антенны в
гармоническом режиме излучения.
3.2.1 Анализ особенностей электрического поля
3.2.2 Качественный анализ особенностей магнитного поля
3.3 Анализ эволюции особенностей электрического поля турникетной
антенны при гармоническом возбуждении.
3.3.1 Преобразование формул для дипольных моментов
3.3.2 Анализ подвижных особенностей электрического поля
3.3.3 Качественный анализ особенностей магнитного поля
3.3.4 Анализ особенностей вектора Пойнтинга
3.3.5 Локальный анализ силовых линий в окрестностях подвижных
особенностей электрического поля.
3.4 Исследование особенностей электромагнитного поля элементарной 135 турникетной антенны в негармоническом режиме излучения.
3.4.1 Анализ особенностей электрического поля
3.4.2 Анализ особенностей магнитного поля
3.5 Интегрирование уравнений силовых линий численными методами
3.6 О формировании нулей электрического поля системой электрических 145 диполей.
3.7 Сопоставление мгновенных и средних по времени диаграмм 150 направленности простых антенн.
3.8 Выводы
Заключение
Список литературы
Список публикаций автора
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
В.1. Краткий обзор проблемы.
Среди различных классов антенн особую роль играют элементарные излучатели. К ним относятся элементарные электрический и магнитный вибраторы, рамки с током, щелевые излучатели и т.д. Из элементарных излучателей, в свою очередь, можно составить такие антенны, как турникетная антенна (скрещенные электрические диполи) и элемент Гюйгенса (скрещенные магнитный и электрический диполи), также из них можно формировать антенные решетки.
Теория излучения элементарных антенн началась с работы Г. Герца [1]. К настоящему моменту она подробно разработана для гармонического режима излучения и излагается в учебниках по электродинамике и антеннам (см., например,[2,3]). Эта теория позволяет рассмотреть излучение антеннами квазимонохроматических сигналов и фактически ограничивается исследованием характеристик антенн, как функций частоты, не используя понятие сигнала. Тем не
менее, нельзя сказать, что все вопросы излучения элементарных антенн изучены до конца даже в случае гармонических полей. Так, структура силовых линий
электрического поля электрического диполя в гармоническом режиме излучения была подробно рассчитана лишь в 80-х годах прошлого века в работах В.В.Никольского с соавторами [4,5], а структура вектора Пойнтинга — в последнее
десятилетие в работах Х.Шантца [6,7]. При этом были выявлены особенности формирования полей в ближней зоне диполя, которые наиболее полно были изучены только с

Рис.1.1 Графическое представление поляризованного излучения (годограф вектора Е). 1 -линейная поляризация, 2-круговая, 3-эллиптическая.
Эллиптическая поляризация, являясь самым общим случаем, включает в себя, как частные случаи, линейную и круговую поляризации. Эллиптическая поляризация характеризуется эллипсометрическими параметрами - углом эллиптичности е и азимутом (углом наклона поляризационного эллипса) 9 (рис.1.2). Угол эллиптичности определяется как арктангенс отношения малой и большой полуосей эллипса. Азимут - это угол, который большая полуось составляет с осью х.
Рассмотрим, как определяются эллипсометрические параметры. Как известно, уравнение эллипса в собственных осях х',у' (рис. 1.2) имеет вид
Vа

=1 (1.58)
где а и Ъ - полуоси эллипса.
Поворот осей на угол 9 означает переход к системе координат х9у, причём