Дифракция плоских электромагнитных волн на телах с частичной металлизацией поверхности

• Автор: Сарычев, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Глава 1. Двухмерная дифракция плоской электромагнитной волны на диэлектрическом круге с идеальной проводимостью на части его окружности
1.1. Постановка задачи. СИУ для задачи дифракции
плоской ЭМВ Е-поляризации
1.2. Решение СИУ для задачи дифракции плоской
ЭМВ Е-поляризации
1.3. Постановка задачи. СИУ для задачи дифракции плоской
ЭМВ Н- поляризации
1.4. Решение СИУ для задачи дифракции плоской
ЭМВ Н-поляризации
1.5. Численные результаты. Диаграммы направленности
Выводы по главе
Глава 2. Трехмерная дифракция плоской ЭМВ на диэлектрическом круглом цилиндре с идеально проводящей полоской конечной длины на боковой поверхности
2.1. Постановка задачи. Система двухмерных интегральных уравнений для задачи дифракции плоской ЭМВ Е-поляризации
2.2. Система двухмерных интегральных уравнений для задачи дифракции плоской ЭМВ Н-поляризации
2.3. Системы сингулярных одномерных интегральных уравнений
2.4. Решение систем СИУ для задач дифракции плоской ЭМВ Е- и Н-поляризаций
2.5. Численные результаты. Амплитудные диаграммы направленности
Выводы по главе

Глава 3. Дифракция плоской ЭМВ Н-поляризации на идеально проводящем разомкнутом кольце
3.1. Постановка задачи. Одномерное интегральное уравнение
3.2. Сингулярное интегральное уравнение относительно функции, определяющей азимутальное распределение тока по кольцу
3.3. Решение СИУ. Численные результаты
3.4. Амплитудная диаграмма направленности для поля дифрагированного от разомкнутого идеально проводящего кольца
Выводы по главе
Глава 4. Дифракция плоской ЭМВ Е-поляризации на отверстиях в идеально проводящей плоскости
4.1. Дифракция плоской ЭМВ на одномерной щели в идеально проводящей плоскости
4.1.1. Постановка задачи. Сингулярное интегральное представление поля дифракции
4.1.2. Классический метод. Традиционное интегральное представление поля дифракции
4.1.3. Решение сингулярного интегрального уравнения.
Численные результаты
4.2. Дифракция плоской ЭМВ на прямоугольном отверстии в идеально проводящей плоскости
4.2.1. Постановка задачи
4.2.2. Двухмерное интегральное уравнение относительно
функции поля в отверстии
4.2.2. Метод решения двухмерного сингулярного интегрального уравнения
4.2.3. Дифракция Френеля на прямоугольном отверстии
Выводы по главе
Заключение
Список использованных источников
Существенное улучшение параметров радиотехнических систем или создание новых систем для различных областей использования радиоэлектроники часто диктует требования к антенным характеристикам, невыполнимые при традиционном подходе к решению задач. Обычно при проектировании антенных устройств геометрические размеры определяются характеристиками антенны (характеристиками направленности и усиления), однако уменьшение этих размеров встречает принципиальные трудности. Возникает необходимость изыскания новых путей построения антенн. Это встречает несколько значимых проблем, одной из которых является точное решение электродинамических задач, позволяя тем самым устранить экспериментальные исследования и доработку, уменьшая при этом сроки создания антенн. Помимо метрологического обеспечения, развития конструкторско-технологической базы, эффективность и точность расчетов позволяют обеспечить условия работы и антенные характеристики, при которых не возникают нежелательные электромагнитные связи, то есть обеспечивается функционирование антенн с требуемым качеством. Тем самым решается проблема электромагнитной совместимости.
Повышение эффективности антенны при одновременном снижении ее стоимости позволяет существенно улучшить технико-экономические показатели РТС в целом. Поэтому при анализе действующих антенн, а также при разработке новых типов антенн перед специалистами встает задача определения параметров излучателей: распределения тока по антенне, входного сопротивления, сопротивления излучения, диаграммы направленности и др. Также представляет определенный интерес знание структуры поля в ближней зоне антенны, ее характеристик направленности, уровней бокового излучения. Точное определение значений электрического и магнитного полей может быть использовано при решении проблем электромагнитной экологии.

где = л^/М-оул, /е0е, — характеристическое сопротивление первой среды;
т0 — единичный вектор, характеризующий направление волны (т0 = £/|£|); А11 — амплитуда падающей волны.
Запишем выражения для продольной и поперечной ц
составляющих поверхностной плотности тока ц на поверхности металлической полоски (р = а ) [8]:
ц = [п0,Щ1)+Щ0)-Я<2>], (2.4)
На поверхности р = а справедливы следующие граничные условия: при ф е[0;2тг]:
Ё (р = а,ф,г) + £т(0) (р = а, <р, г) = £т(2) (р = а,у,г), (2.5)
при ф£[ф,;ф2],г е[-/;/]
[п0,Щ')+Щ0)-Н] = л(Ф,г) (2.6)
£г{2) (р = а,Ф,я) = 0 (2.7)
В (2.4)-(2.7) Ёт,Йт — ЭМП падающей плоской волны; Ём, 77м — дифрагируемое ЭМП в 5-ой области (5 = 1,2).
Подставляя в граничные условия (2.5) и (2.6) формулы (2.2) и (2.3) и выполняя громоздкие математические операции, с учетом явных выражений для полей Ё('°Й<'°) получим выражения для неизвестных постоянных
коэффициентов А*;*'* ,В{^ (п = -со, +оо; 5 = 1,2) через Фурье-амплитуды функций тр_, т^:
£ £Ч(ф>'УАг'_ш^Ф'^'> I £2'Пф(ф',г')е'Аг'^ф'<Ь (2.8)
Подстановка полученных выражений для А^В^ в (2.7) с учетом разложений для по координате г в интегралы Фурье, а по
координате ф в ряды Фурье приводит к двум двухмерным интегральным уравнениям (ИУ) относительно функций г|,(ф,г), г|ф(ф,2):