Исследование вибраторных антенн, расположенных в двухслойном пространстве, применительно к вопросам их использования в системах охранной сигнализации

• Автор: Прошин, Александр Борисович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

1. ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР В ДВУХСЛОЙНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

1.1. Предварительные замечания

1.2. Постановка задачи

1.3. Вертикальный вибратор, расположенный в первой среде

1.4. Вертикальный вибратор, расположенный во второй среде

1.5. Методика вычисления несобственно! о интеграла

1.6. Тестовые расчеты

1.7. Результаты численного анализа

1.8. Расчет поля вертикального вибратора

1.9. Выводы по главе

2. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР В ДВУХСЛОЙНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

2.1. Постановка задачи
2.2. Горизонтальный вибратор, расположенный в первой среде
2.3. Горизонтальный вибратор, расположенный во второй среде
2.4. Методика вычисления несобственного интеграла
2.5. Результаты численного анализа
2.6. Расчет магнитного поля подземного горизонтального вибратора
2.7. Оценка возможности использования подземного горизонтального вибратора в системе скрытой охранной сигнализации
2.8. Выводы по главе
3. ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВИБРАТОРОВ

3.1. Методика вычисления собственных и взаимных сопротивлений вибраторов, расположенных в однородной среде
3.2. Методика вычисления собственных и взаимных сопротивлений вертикальных вибраторов, расположенных в двухслойном пространстве
3.3. Методика вычисления собственных и взаимных сопротивлений горизонтальных вибраторов, расположенных в двухслойном пространстве
3.4. Взаимное влияние вертикальных вибраторов
3.5. Выводы по главе
' 4. ЧАСТИЧНО-ПОГРУЖЕББЫЙ ВЕРТИКАЛЬВЫЙ ВИБРАТОР
4.1. Система интегральных уравнений для частично-погруженного вертикального вибратора и алгоритм ее численного решения
4.2. Результаты численного анализа
4.3. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕБИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Акт внедрения результатов работы

Линейные электрические вибраторы в настоящее время широко используются в антенной технике. Они применяются как в виде самостоятельных антенн на декаметровых, метровых и дециметровых волнах, так и в виде элементов более сложных антенных конструкций, например решеток из симметричных вибраторов. Линейные вибраторы, применяемые в виде самостоятельных антенн, располагают либо на стационарных или подвижных объектах, либо вблизи границы раздела земля-воздух. Свойства объекта, в частности, свойства земли, вблизи поверхности которой установлена вибраторная антенна, существенно влияют на параметры этой антенны (распределение тока, входное сопротивление, структура излучаемого поля и др.). Исследование этого влияния имеет большое практическое значение и ему посвящена обширная литература. Однако в решении этой проблемы до настоящего времени имеются существенные пробелы.
Рассмотрим основные результаты, полученные до настоящего времени другими авторами. Использовались различные математические модели:
1. Многими авторами вместо реального вибратора анализировалось излучение элементарного электрического вибратора (ЭЭВ). Основополагающими работами в этом направлении являются исследования проведенные Зоммерфельдом [1] и Гершельменом [2]. Вибраторная антенна заменялась элементарным электрическим диполем. Подробный анализ результатов полученных Зоммерфельдом был проведен Л. С. Тартаковским [3 — 5].
2. Большое внимание уделялось исследованию электрического вибратора конечной длины, расположенному в свободном пространстве. Линейные электрические вибраторы обычно используются в таких

диапазонах волн, в которых вибратор можно считать тонким по сравнению с длиной волны. Поэтому в большинстве работ вибратор анализировался в тонко-проволочном приближении на основе интегрального уравнения Галлена или интегрального уравнения Поклингтона.
При анализе вибратора необходимо найти распределение тока по вибратору. К основополагающим работам, посвященным анализу распределения тока по вибратору, расположенному в свободном пространстве, относятся работы Галлена [6], Леонтовича и Левина [7], в этих работах рассмотрена модель вибратора в виде идеально проводящей полой трубки, радиус которой мал по сравнению с длиной волны. Уравнение, рассмотренное в этих работах, называют уравнением Галлена. Это уравнение рассматривалось во многих работах, в частности, в ряде учебников и учебных пособий, составленных Айзенбергом [8], Журбенко [9], Ерохиным [10], Сазоновьм [11]. Оно представляет собой интегральное уравнение Фредгольма первого рода со сглаженным ядром. Численное решение этого уравнения является некорректной задачей, поэтому вопросам его численного решения посвящено большое число работ. Существенный вклад в проблему анализа и решения уравнения Галлена бьет внесен Кингом [12 - 15], Кляцкиным [16, 17], Нейманом [18] и Соколовым [19].
Наряду с уравнением Галлена для анализа вибратора, расположенного в свободном пространстве широко использовалось также и уравнение Поклингтона. Уравнения Галлена и Поклингтона обычно решают методом моментов [20 — 22]. Основной книгой по данным вопросам является книга Митры [22]. Разными авторами при решении этих уравнений использовались различные базисные и весовые функции. В работе Пименова и Шачиной [23] подробно исследован вопрос об использовании кусочно-постоянной аппроксимации искомой функции в уравнениях Галлена и Поклингтона. Показано, что такая аппроксимация