Описание научного проекта группы

В последние годы интенсивно ведутся разработки сверхширокополосных апертурных антенн с относительной полосой частот, достигающей единиц-десятков и более. Поля таких антенн гораздо удобнее представлять не как серию пространственных зависимостей полей на разных частотах, а как временную зависимость поля антенны в каждой точке пространства. Обычно считается, что форма излученного импульса важна в сверхширокополосной радиолокации, однако развитие предложенного авторами метода показывает, что ее использование позволяет упростить большое количество вопросов апертурной теории антенн. Во временном представлении можно достаточно легко проследить трансформацию формы излученного импульса в зависимости от положения точки наблюдения, выявить связь геометрических соотношений в антенне либо установке для измерения характеристик антенны методами ближней зоны с положениями импульсных сигналов на временной оси и т.п. Поскольку трансформацию формы временного сигнала, прошедшего через некоторую систему, обычно принято характеризовать импульсной переходной характеристикой (ИПХ) этой системы, актуальной задачей является обобщение апертурной теории для расчета и анализа ИПХ апертурных антенн, которые являются функцией не только времени, но и положения точки наблюдения. Это же обобщение является актуальным и для методов измерений характеристик сверхширокополосных антенн в ближней зоне, поскольку результатами измерений в этом случае будут не распределения амплитуды и фазы электромагнитного поля на поверхности измерений, как в случае монохроматического сигнала, а совокупности временных форм сигнала в различных точках поверхности измерений.

Работа основывается на предложенном авторами методе расчета импульсных полей апертурных антенн, основанного на предположении, что дельта импульс излучен каждой точкой плоской апертуры. Корректность данного подхода подтверждена большим количеством публикаций в ведущих российских и зарубежных журналах, она обсуждалась во время докладов на нескольких десятках международных конференций. Данный метод позволяет получить аналитические выражения для временной зависимости поля в любой точке полупространства перед апертурой. Аналитические выражения были получены авторами для плоских апертур различной формы. Использование предложенного авторами метода позволило упростить решение многих классических вопросов теории апертурных антенн. Например, авторами было показано, что критерий дальней зоны (критерий Релея) может быть снижен в пять раз при высокой точности измерений диаграммы направленности и коэффициента усиления антенны.

В данной работе планируются исследования нового эффекта поведения ближнего импульсного линейно поляризованного поля апертурных антенн. Данный эффект был обнаружен авторами при численном моделировании полей с помощью пакета программ FECO. Планируется описать особенности поляризационного множителя апертурных антенн во временной области для линейной поляризации. Планируется получить аналитические выражения для поляризационного множителя во временной области, провести сравнение результатов полученных численных методов расчета поля и аналитического метода расчетов предложенного авторами в предыдущих статьях с учетом поляризационного множителя.