Электродинамика излучающих систем на основе тонкопроволочных сеток

• Автор: Глыбовский, Станислав Борисович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Оглавление

Введение
Глава 1. Сетчатый корректирующий рефлектор зеркальной антенны .
1.1 Введение
1.2 Отражательные свойства сетки внутри диэлектрического слоя, расположенного над идеально проводящей плоскостью
1.3 Корректирующий рефлектор параболической антенны
1.4 Обсуждение результатов
Глава 2. Коэффициент усиления сетчатого параболического рефлектора
2.1 Введение
2.2 Вывод формулы для коэффициета усиления
2.3 Обсуждение результатов
Глава 3. Взаимное влияние проволочных излучателей,расположенных
над сетчатыми экранами
3.1 Введение
3.2 Горизонтальные электрические вибраторы над сеткой из параллельных проводников
3.3 Вертикальные электрические вибраторы над сеткой с квадратной ячейкой и идеальными контактами проводников в узлах .
Глава 4. Закороченные кольцевые микрополосковые антенны,
содержащие регулярные проволочные структуры
4.1 Введение
4.2 Усредненные граничные условия для сетки из параллельных проводников на цилиндрической поверхности
4.3 Распределения поля собственных колебаний и резонансные частоты
4.4 Расчет входного сопротивления

4.5 Экспериментальное исследование закороченных микрополоско-вых антенн с сетчатой закорачивающей стенкой
4.6 Моделирование закороченных микрополосковых антенн с сетчатой закорачивающей стенкой в программе НРББ
4.7 Обсуждение результатов
4.8 Заключение
Заключение
Список литературы

Введение
Актуальность темы исследования
Настоящая работа посвящена решению граничных задач электродинамики, связанных с применением метода усредненных граничных условий к определению характеристик различного рода антенн, имеющих в своем составе тонкопроволочные сетки. Влияние сетчатых структур с различными конфигурациями проводников рассматривается для вибраторных, зеркальных, а также микрополосковых антенн. В каждом случае исследуются не только электродинамические, но и радиотехнические характеристики рассматриваемых устройств. Предлагается также новый способ использования сеток с целью улучшения характеристик крупноразмерных зеркальных антенн, обоснование которого производится путем построения детальной математической модели.
Существует огромное число примеров использования тонкопроволочных металлических сеток в составе антенн и устройств СВЧ. Со времен Г. Герца и до сегодняшнего дня сетчатые структуры находят новые применения в совершенно различных радиочастотных и даже оптических диапазонах. Дифракционные решетки, рефлекторы зеркальных антенн, антенные противовесы, замедляющие системы, электромагнитные экраны, поляризаторы — это лишь неполный список возможных применений сеток. В одних случаях причиной использования сетчатых структур являются технологические и эксплуатационные преимущества; в других — уникальные электродинамические характеристики, позволяющие создавать устройства со специальными свойствами. Так развертываемые сетчатые параболические рефлекторы нашли широкое применение в космических системах связи [1] ввиду легкости и гибкости сетеполотна. Особенности отражательных свойств сеток позволяют создавать на их основе экраны с частотно-селективными и поляризационными свойствами [2] и волноводные фильтры [3]. Замедляю-

плоскостью, в пределах которого фаза коэффициента отражения изменяется практически на 360°. Область резонанса тем уже, чем выше плотность нитей сетки.
Формулу (1.22) также можно использовать для оценки размеров рефлектора, в пределах которых важна его плоскопараллельная геометрия. Так для того, чтобы уровень вторичной отраженной волны порядка N был в К раз ниже уровня поля первой вторичной волны, необходимо выполнение следующего условия:
м:'*1 - щщ- (1'23)
Рассмотрим следующие параметры: угол падения волны в = 7г/6; а/А =
0.05; Критерий затухания вторичных волн К — 103. В соответствии с (1.23) количество отражений внутри слоя должно превышать 610. Если толщину слоя считать равной 6 мм, то длина распространения вторичных отраженных волн вдоль слоя составляет около 2 м. Таким образом отражательные свойства плоского КР могут быть перенесены на случай криволинейной формы лишь когда радиус кривизны в любой точки рефлектора значительно превышает 2 м. Подобную оценку влияния кривизны на распространение вторичных отраженных волн следует проводить в каждом случае перед тем, как использовать рассчитанные коэффициенты отражения для описания локальных отражательных свойств криволинейного рефлектора, оборудованного КР на основе сетки.
1.3. Корректирующий рефлектор параболической антенны
Перейдем теперь к решению задачи о применении ламинированной сетки для коррекции фазовых ошибок идеально проводящего параболического зеркала [24]. Для детального анализа зеркальных антенн большого размера широко используется токовый метод, основанный на приближении физической оптики [32]. Метод применительно к цельнометаллическим зер-