Введение к работе
Актуальность темы, В последнее столетие широкое практическое применение нашли слабонаправленные антенны (вибраторы и щели различной конфигурации). Это и антенны радиовещательного диапазона (типа диполя На-дененко и других проволочных антенн), и антенны различных радиотехнических систем диапазона УКВ. Вибраторные и щелевые антенны используются как самостоятельные излучатели на различных подвижных объектах (автомобилях, кораблях, подводных лодках, самолетах, космических кораблях, ракетах и т.д.), так и в качестве элементов фазированных антенных решеток (ФАР) для систем радиосвязи, телевидения, телеметрии, радиолокации, радионавигации, опознования, посадки самолетов и других.
Важной особенностью эксплуатации таких антенн является то, что очень часто они работают либо вблизи, либо на поверхности раздела сред. Однако учет влияния поверхности раздела сред при проектировании и расчете антенн представляет собой весьма сложную задачу, которая в строгой форме до настоящего времени мало исследована.
Граница раздела сред (земная поверхность, водная поверхность, корпус объекта, на котором установлена антенна и т.д.) оказывает существенное влияние на процесс излучения и, следовательно, на электрические характеристики антенн. Степень этого влияния зависит не только от электрических свойств среды, но и от размеров, конструкции, а также условий размещения антенн.
Особенно необходимо учитывать воздействие реальной границы раздела сред в случае размещения антенных устройств в непосредственной близости к ней (подвижные радиоустройства, подземные и подводные антенны, антенны на корпусе объекта). В последние десятилетия интерес к этой теме усилился в связи с интенсивным освоением УКВ диапазона. Поэтому изучение влияния границы раздела сред на электрические характеристики антенных устройств представляет собой на сегодняшний день весьма актуальную задачу.
Данная диссертация является продолжением той серьезной работы, которая проводится в последние годы в г. Новгороде научной группой, руководимой профессором Ю.Ю. Радцигом, по исследованию вибраторных и щелевых антенн. Результаты этой работы нашли свое отражение в диссертациях его учеников [9-13].
Целью диссертационной работы является исследование электродинамических характеристик вибраторных и щелевых антенн, расположенных вблизи границы раздела сред на основе решения интегро-дифференциальных уравнений, разработка методов расчета этих уравнений. Проведение анализа электродинамических характеристик исследуемых антенн в широком диапазоне изменения входных параметров, в том числе параметров среды и источников возбуждения.
Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что в ней решена задача анализа электродинамических характеристик вибраторных и щелевых антенн, расположенных в поглощающей среде вблизи и на границе раздела сред на основе эффективного строгого числено-аналитического метода решения интегро-дифференциальных уравнений. Исследованы основные электродинамические характеристики вибраторных и щелевых антенн с учетом параметров среды и источников возбуждения.
Теоретическая значимость диссертационной работы состоит в том, что в ней значительно расширен круг задач (вибраторные антенны, расположенные вблизи и на границе раздела сред; криволинейные антенны в поглощающей среде; дифракция электромагнитных волн на незамкнутых цилиндрических поверхностях), допускающих эффективный электродинамический анализ на основе решения интегро-дифференциальных уравнений с точным сингулярным ядром.
Практическая ценность диссертационной работы состоит в том, что в ней разработаны высокоэффективные алгоритмы и составлен пакет программ для расчета электродинамических характеристик вибраторных антенн, расположенных вблизи границы раздела сред, а также кольцевых излучателей в среде с потерями. Результаты проведенных исследований используются на практике в разработках Летно-исследовательского института им. М. М. Громова и в госбюджетных НИР, проводимых кафедрой ТиСФ.
Реализация резулугатш рзботм. Изложенные в диссертационной работе материалы получены а процессе выполнения плановых госбюджетных и хоздоговорных НИР, проводимых кафедрами "Теоретической и специальной физики" и "Радиофизики и электроники" Новгородского государственного }2іиверситета:,6/РнЗ-г/б, 35РнЭ-г/б, 735ЯиСФ-1, а также работ "След-НПИ-Т, проводимых по заданию Летно-нсследовательского института им. М.М. Громова (г. Жуковский, Московской обл.).
Апробация работы, Основные положення диссертационной работы до-кладыпались и обсуждались на Всероссийских и международных Koi^qramn-ях а симпозиумах:
1. XX Гагаринские чтения", (Москва, 5-8 апреля 1994 г.);
-
Международный симпозиум "Физика и техника миллиметровых и субмиллиметровых волн", (Харьков, 7-Ю июня 1994г.);
-
"Фазированные антенные решетки и персп ктнвные средства связи (ФАР-94)", (Казань 13-17 нюня 1994 г.);
-
XXVII НТК по теории re технике антенн, (Москва 22-26 августа 1994 г.);
-
"Mathematical Methods in Electromagnetic Theory" (MMET'94), (Харькоа 7 -10 сентября 1994 г.);
-
"The 15th URSf International Symposium on Electromagnetic Theory" (URSI-95), (С.-Петербург, 23-26 мая 1995 г.);
а также на областных научно-технических конференциях, проходящих ежегодно в Новгородском государственном университете.
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 10 печатных ра-ботах и Отражены в 4 отчетах по НИР.
Структура и о&ьем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, изложенных на 186 страницах, содержит 71 рисунок и 3 таблицы. Список литературы включает 119 наименовании.
