При проектуванні антенних систем радіотелескопів і радіометрів важливе значення має рівень бокового і заднього випромінювання опромінювача. Інтегральною характеристикою, що описує бокове і заднє випромінювання антени, є коефіцієнт розсіювання, що визначається як відношення потужності, що випромінюється антенною через бокові і задні пелюстки ДС, до всієї потужності, що випромінюється. В роботі проведено розрахунки коефіцієнтів розсіювання, відбиття і трансформації симетричних і несиметричних хвиль у круглому хвилеводі, що основані на строгому розв'язку задачі дифракції електромагнітних хвиль на ВККХ. Для підвищення точності розрахунку в роботі повна потужність випромінювання, яка необхідна для обчислення коефіцієнтів розсіювання, отримана строго з умови балансу потужності. При збудженні хвилевода хвилею основного типу Н11 вираз для повної потужності випромінювання записується у вигляді:

,

де - потужність хвилі, що розповсюджується до відкритого кінця хвилевода, , - число хвиль, що розповсюджуються, вищого порядку електричного і магнітного типу відповідно, які виникли в результаті дифракції на ВККХ. Величини і являють собою коефіцієнти трансформації за потужністю хвилі Н11 у хвилі вищих порядків типу Н і типу Е відповідно. Проведено порівняльний комп'ютерний аналіз коефіцієнтів розсіювання ВККХ, який збуджується симетричними хвилями Е01 та Н01.

У Розділі 4 “Характеристики випромінювання з відкритого кінця круглого хвилевода в ближній і проміжній зонах” на основі методу розкладу на сферичні хвилі і методу потенціалів Герца в наближенні Кірхгофа проведено аналіз характеристик випромінювання з ВККХ, збуджуваного як несиметричною хвилею Н11, так і симетричними вищими типами хвиль Е01 і Н01. Згідно з методом розкладу на сферичні хвилі поле в ізотропному однорідному середовищі без джерел може бути представлене у вигляді розкладу за сферичними хвилями. В дисертації коефіцієнти розкладу за сферичними функціями знайдено шляхом узгодження розкладу з полями в дальній зоні, розрахованими електродинамічно строго. При збудженні ВККХ хвилею Н11 спектральні коефіцієнти отримані у такому вигляді :

,

,

де , , і , - амплітудні і фазові ДС в Е - і Н - площинах відповідно, - приєднана функція Лежандра. Компоненти електромагнітного поля в ближній і проміжній зонах розраховувалися також на основі методу потенціалу Герца в наближенні Кірхгофа, що дозволило переконатися у достовірності отриманої інформації про формування випромінювання з ВККХ в ближній і проміжній зонах, а також встановити межі застосування наближеного методу Кірхгофа. Проведено розрахунок амплітудних, фазових і поляризаційних характеристик випромінювання від координат точок спостереження в широкому діапазоні частот. Для дослідження процесу формування прожекторного променя у напрямку осі хвилевода одержано в явному вигляді комплексні амплітуди компонентів поля в напрямку головного максимуму при збудженні хвилевода хвилею Н11. Розраховано залежності густини потоку потужності (S) у напрямку нормалі до розкриву для різноманітних значень безрозмірного хвильового числа ка від відстані між антеною та точкою спостереження за умови, що потужність набігаючої хвилі Рзб=1Вт, а довжина хвилі у вільному просторі =0.03м.

Проведено дослідження поляризаційних характеристик у ближній і проміжній зонах при збудженні круглого хвилевода кругополяризованою хвилею Н11. Розроблено алгоритм і програму розрахунку амплітуд і фаз компонент електромагнітного поля при збудженні хвилевода симетричними типами хвиль Е01 і Н01. Показано, що при збудженні хвилевода симетричною хвилею Н01 у ближній зоні випромінювання буде відсутня поздовжня компонента електричного поля. Аналогічно, при збудженні хвилевода хвилею Е01 буде відсутня поздовжня компонента магнітного поля. На основі детального комп'ютерного аналізу залежності характеристик випромінювання вздовж променю від відстані, а також від кутових координат визначені межі дальньої зони для малих порівняно з довжиною хвилі хвилеводних випромінювачів, для яких класична формула дальньої зони () непридатна. Показано, що відстань дальньої зони в цьому випадку дорівнює двом довжинам хвилі.

У Висновках сформульовані основні результати дисертаційної роботи і зроблені висновки про можливі області їхнього застосування.

У Додаток А і Додаток Б винесені коефіцієнти апроксимаційної математичної моделі ВККХ, збуджуваного хвилею Н11 і симетричними хвилями Е01 і Н01 відповідно.

дифракція електромагнітний хвиля

Висновки