Овсяннікова О. Є. Електромагнітні поля в ближній зоні апертурних антен

Дисертаційна робота присвячена розв’язанню актуальної наукової задачі дослідження електромагнітних полів у ближній зоні апертурних випромінювачів довільних електричних розмірів. У роботі розв’язана зовнішня векторна задача електродинаміки про випромінювання електромагнітних хвиль апертурними системами з розкривом круглої, квадратної і прямокутної форми для довільних електричних розмірів розкриву та для довільної поляризації поля в розкриві на довільній відстані від випромінювача. У результаті аналізу встановлено, що у випадку слабоспрямованих антен, якщо діаметр розкриву не перевищує 1–1.5 довжини хвилі, розподіли амплітуд електричних і магнітних полів у ближній зоні круглих і квадратних апертур практично ідентичні. Відстань дальньої зони таких антен дорівнює 1.5 довжини хвилі. У разі збільшення електричних розмірів апертури просторовий розподіл полів у ближній зоні круглих і квадратних апертур якісно близький, однак кількісні данні відрізняються суттєво. У цьому випадку в ближній зоні збуджуються локальні плоскі неоднорідні хвилі електричних і магнітних полів, середні амплітуди яких близькі до амплітуди полів у середині розкриву незалежно від електричних розмірів розкриву антени, тобто прожекторний промінь. Під прожекторним променем розуміємо сукупність паралельних променів у ближній зоні апертурних антен у напрямку максимуму випромінювання, яка описується плоскою локальною неоднорідною електромагнітною хвилею, що біжить. У прожекторному промені зосереджена практично вся потужність випромінювання антени. Теоретично в рамках методу Кірхгофа досліджено вплив розмірів і форми розкривів рупорних антен для постійного або для спадаючого до нуля на краях розкриву амплітудному розподілі й різних за величиною квадратичних фазових розподілів поля в розкриві на просторовий розподіл поля в ближній і проміжній зонах спостереження. Розроблена фізико-математична модель, алгоритми й обчислювальні програми дозволяють розв’язати задачу конструктивного синтезу випромінюючої системи з близьким до постійного просторовим розподілом амплітуди і потужності електромагнітного поля у ближній і проміжній зонах.