Діапазонні властивості диполя з кутковим екраном за умови максимуму коефіцієнта спрямованої дії антени. 2. Аналіз діаграм спрямованості

Анотація

Для аналізу діаграм спрямованості (ДС) куткових антен із різними кутами розтину, збуджених диполем, паралельним її внутрішньому ребру, залежно від довжини робочої хвилі застосовано асимптотичний розв’язок тривимірної векторної задачі дифракції поля диполя на ідеально провідному куточку, отриманий у рамках методу рівномірної геометричної теорії дифракції. На основі власних розвинутих програм при варіюванні розмірів куточка L_, W і відстані диполя S від його внутрішнього ребра знайдено оптимальні геометричні конфігурації (S_0опт, L_опт, W_опт) випромінюючих систем (ВС) з різним кутом розтину за умови максимуму коефіцієнта спрямованої дії (КСД) на резонансній довжині хвилі λ₀. Для таких ВС розраховано ДС та детально досліджено їх властивості залежно від довжини хвилі у різних смугах пропускання в діапазоні (0,1-2)λ₀. Встановлено, що при розташуванні диполя на відстані S_опт = 0,25λ₀ від квадратного екрана з розміром L_опт = 1.15λ₀ на довжинах хвиль λ/λ₀ = 0,34; 0,36; 0,38 та в інтервалі λ = (0,65-0,75)λ₀ маємо максимум поля в напрямку нормалі до екрана і секторну форму головної пелюстки ДС в Н-площині в інтервалі кутів спостереження ±30° з рівнем до -3дБ від значення поля у максимумі, а в Е-площині - вузьку головну пелюстку з шириною не більше 15°. Такі ж властивості ДС мають при зміні відстаней резонансного диполя в інтервалі S₀ = (0,33-0,38)λ₀. У смузі пропускання коротких робочих хвиль ДС мають високий рівень бічних пелюсток, який можна зменшити вибором оптимальних розмірів екрана на певній довжині хвилі. Встановлено, що куткові антени з кутом розтину b = 45, 60 і 90° при S₀ = 0,25λ₀ на довжині хвилі λ = 0,4λ₀ та при куточках з b = 90° на довжині хвилі λ₀ при S_opt = 0,3λ₀ формують вісесиметричні ДС до рівня -10 дБ в інтервалах кутів ±30° відносно нормалі до розкриву. Оптимізовані за умови максимуму КСД куткові антени з кутом b = 45, 60 і 90° на довжинах хвиль, близьких до резонансної, формують секторні ДС в Е-площині в інтервалі кутів ±45°, а в Н-площині - вузьку головну пелюстку з шириною не більше 15°. На відміну від плаского екрана, ДС куткових антен у Е-площині ширша, ніж в Н-площині. Отримані результати верифіковано  розрахунками ДС з використанням пакетів програм FEKO і ANSYS HFSS.