Казанський О. В. Випромінювання та розсіяння широкосмугових імпульсів складними структурами з щілинних антен, що розширюються

Об'єкт дослідження: процеси випромінювання та розсіяння імпульсного сигналу. Мета: вивчення процесів випромінювання і розсіювання широкосмугових імпульсних сигналів складними структурами з щілинних антен, що розширюються. Для цього пропонується застосування спеціальних антенних систем для керованого випромінювання відеоімпульсних сигналів з можливістю синтезу діаграм спрямованості. Для вирішення цих завдань необхідна побудова моделі розрахунку полів випромінювання в дальній зоні в часовій області. На основі даної моделі так само планується створення нових ретродирективних антенних систем для перевипромінювання відеоімпульсів і кругових решіток для випромінювання імпульсних сигналів. Забезпечення синтезу діаграм спрямованості за рахунок застосування спеціальних антенних систем дає можливість побудувати основи для проведення тривимірних підповерхневих відеоімпульсних досліджень. Методи: декомпозиційний та апертурний методи, а також принцип суперпозиції сигналів у часовій області. Для оцінки дисперсійних характеристик передачі використовувався метод спектрального аналізу просторового спектра. При проведенні експериментів використовувалися статистичні методи обробки вимірювальної інформації, а також методи дискретної екстраполяції. Новизна: Створено електродинамічну модель для розрахунку полів випромінювання двовимірних решіток з щілинних антен, що розширюються, за умов збудження імпульсним сигналом. На підставі створеної моделі визначено вплив розташування елементів у двовимірній решітці відносно до просторової тривалості імпульсу на ширину діаграми спрямованості. Отримано залежності напрямку максимуму діаграми спрямованості у просторі від часу затримки збудження елементів решітки. Уперше запропоновано, теоретично й експериментально досліджено кругову антенну решітку за умов збудження імпульсним сигналом. Визначено залежність кількості пелюстків діаграми спрямованості від полярності збудження елементів решітки у разі випромінювання імпульсного сигналу. Також встановлено зв'язок величини часової затримки збудження елементів решітки з формою діаграми спрямованості. Створено експериментальний зразок. Досліджено ретродирективну антенну решітку із щілинних антен, що розширюються, типу Ван-Атта у разі перевипромінювання імпульсного сигналу. Показана можливість застосування зворотньоспрямованих антенних систем в імпульсному режимі. Створено розрахункову модель для полів перевипромінювання, а також виготовлено експериментальний зразок даної зворотньоспрямованої системи. Визначено сектор кутів, для якого забезпечується високий рівень перевипромінювання імпульсного сигналу. Визначено структуру - ретродирективну решітку, для якої виявлено ефект зменшення амплітуди перевипроміненого сигналу в секторі кутів завдяки перевипромінюванню імпульсів елементами з різною полярністю підключення з'єднуючої лінії. Запропоновано нову електродинамічну модель для імпульсного підповерхневого зондування за допомогою двовимірних решіток з щілинних антен, що розширюються, яка дозволила покращити в декілька разів контраст зображень підповерхневих об'єктів. Також запропоновано алгоритм обробки даних. Це дозволило за рахунок просторової селекції провести побудову зображень підповерхневих об'єктів з високим рівнем деталізації, а також дало можливість отримання зображень елементів підповерхневих об'єктів, що затінено за умов вертикального зондування.