Исследование характеристик линейных сфокусированных антенн для радиоволновых технологических и диагностических устройств

• Автор: Низамутдинов, Радис Радифович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Сфокусированные антенны (СФА) в технике

1.1. Особенности поля антенны в зоне Френеля

1.2. СФА в радиотехнике

1.3. СФА в аппаратуре микроволновых технологий

1.4. СФА в неразрушающем контроле и медицине

1.5. Беспроводная передача энергии

1.6. СФА в гидролокации

1.7. Состояние теории СФА

Глава 2. Элементы апертурной теории линейных СФА. Влияние амплитудного распределения
2.1. Методы и модели для анализа СФА
2.2. Задачи апертурной теории антенн в зоне Френеля
2.3. Коэффициент направленного действия линейной СФА
2.4. Общий характер влияния АР на параметры поля СФА
2.5. Размеры области фокусирования и их зависимость от электрических размеров и амплитудного распределения
2.6. Параметры боковых лепестков и их зависимость от электрических размеров и амплитудного распределения
Глава 3. Элементы апертурной теории линейных СФА. Влияние фазового распределения и поляризации
3.1. Фазовая фокусировка (традиционная) и свойства сфокусированных полей
3.2. КНД сфокусированной антенны

3.3. Размеры области фокусировки при сканировании и их зависимость
от электрических размеров и амплитудного распределения
3.3.1. Организация оценки
3.3.2. Поперечное сканирование
3.3.3. Продольное сканирование
3.3.4. Определение размеров области сканирования по критерию расширения фокального пятна
3.4. Параметры боковых лепестков и их зависимость от электрических размеров и амплитудного распределения при сканировании
3.5. Предельные возможности сканирования
3.6. Явление смещения максимума направленности поля в продольном и поперечном направлениях
3.7. Влияние поляризационных свойств элементарных излучателей....79 Глава 4. Снижение уровней боковых лепестков
4.1. Сфокусированные антенны в среде с потерями
4.2. КНД фокусированной антенны в среде с потерями
4.3. Размеры области фокусировки и уровни боковых лепестков антенны в среде с потерями
4.4. Задачи снижения уровня боковых лепестков
4.4.1. Снижение уровня боковых лепестков выбором параметров известных амплитудных распределений
4.4.2. Использование Тейлоровских распределений
4.4.3. Оптимизация боковых лепестков численным методом
4.4.4. Заключение по оптимизации боковых лепестков
4.5. Линейные СФА с разностными распределениями

4.5.1. Формирование разностных распределений в продольном направлении
4.5.2. Формирование разностных распределений в поперечном направлении
4.6. Снижение влияния боковых лепестков с использованием суммарно-разностных сфокусированных полей
Глава 5. Практические рекомендации и применение СФА
5.1. Краткая сводка наиболее существенных свойств линейных сфокусированных антенн
5.2. Практические рекомендации по использованию сфокусированных линейных антенн в задачах микроволновых технологий и радиочастотной диагностики
5.3. Использование сфокусированных антенн с улучшенными показателями в эхолокационной диагностике
5.4. Применение СФА в задаче контроля материалов рефлекторов космических антенн
Заключение
Литература

— г-

О 0.17 0.34 0.3 0.67 0.84 1 1.17 1.
Рис. 2.3.1. Зависимость КИПф0К от относительного фокусного расстояния при разных амплитудных распределениях для ЬХК = 50 (1 - Равномерное; 2 - Косинус; 3 - Косинус в квадрате; 4 - 11-образное)
Рассмотрим вопрос об оптимальном амплитудном распределении и максимально достижимом КНД.
Оптимальное амплитудное распределение можно найти из условия максимума КИПф0К (го) (2.3.2). Из теории интегральных неравенств [51] непосредственно следует, что экстремум выражения (2.3.3) достигается при амплитудном распределении [102]:

I (у) опт
Vl + (у/z0)
А максимально возможное значение КНДфок равно:
_ 2 L arctg (V2 Zp)
КНДфс
(2.3.4)
(2.3.5)
" я V2Zo '
Следует подчеркнуть, что в отличие от случая дальней зоны, оптимальное амплитудное распределение является семейством кривых. Это, в частности, означает невозможность сохранения оптимальных свойств антенны при изменении положения точки фокусировки и неизменном амплитудном распределении.
Из соотношения (2.3.5) вытекает важное свойство сфокусированной антенны. Как следует из (2.3.5), величина КИПф0К oirr при увеличении LA. остается ограниченной. Предельное значение ее при L/А,—>оо равно:
НтьА^КНДфокопт = 2tcz0. (2.3.6)