Анотація до роботи:

Цехмістро Р.І. Фізичні закономірності просторового розподілу електромагнітного поля вібраторних випромінювачів у ближній зоні - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.03 - радіофізика. - Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, м. Харків, 2002.

Дисертацію присвячено дослідженню ближнього поля вібраторних випромінювачів і решіток диполів Герца. Дослідження вібраторів проведено за допомогою програм чисельного аналізу, що створені з застосуванням розв'язку рівняння Халлена. Встановлено, що строгий розв'язок задачі випромінювання диполя Герца може бути застосовано для аналізу вібраторів довжиною не більшою 0,02l, розмір області ближніх полів вібратора довжиною L/l< 0,5 тим більший, чим менше L/l і тим менший, чим ближче його довжина до резонансного значення. Досліджено вплив амплітудних і фазових характеристик полів в ближній зоні випромінювачів в лінійних і кільцевих антенних решітках диполів Герца на просторовий розподіл потужності в їх ближній зоні. Проведено аналіз амплітудних і фазових характеристик електромагнітного поля диполя Герца в однорідному поглинаючому середовищі. Показано, що розмір області ближніх реактивних полів диполя Герца залежить від параметрів середовища.

1. У результаті дослідження особливостей хвильових процесів випромінювання в ближній, проміжній і дальній зонах спостереження коротких тонких вібраторних антен показано, що:

для антен з малою електричною довжиною характерна зміна різниці фаз поперечних компонент електромагнітного поля від - 90^o у ближній зоні до нуля градусів у дальній, як і для диполя Герца;

модель диполя Герца гарно апроксимує поля вібраторних випромінювачів, довжина яких не перевищує 0,02l;

межа дальньої зони вібраторних антен, електрична довжина яких не перевищує 0,02l, дорівнює половині довжини хвилі;

розмір області ближніх реактивних полів вібратора (L/l<0,5) тим більший, чим менше L/l і тим менший, чим ближче його довжина до резонансного значення.

2. У результаті досліджень залежності характеру хвильових процесів випромінювання в ближній і проміжній зонах спостереження резонансних дротових антен установлено:

принциповою особливістю хвильових процесів випромінювання резонансних дротових антен є те, що в них спостерігається зменшення протяжності області ближніх реактивних полів. Це явище з`являється при довжинах вибраторів кратних l/2 і обумовлено резонансними властивостями досліджуваного об'єкта;

відстань дальньої зони випромінювачів із L 1,5l добре описується формулою для дальньої зони R_дз 2L²/l.

3. Дослідження хвильових процесів випромінювання диполя Герца, що знаходиться в однорідному середовищі з втратами, у ближній, проміжній і дальній зонах показали, що як реальна, так і уявна частина діелектричної проникності має істотний вплив на характер хвильового процесу. При збільшенні дійсної частини діелектричної проникливості відбувається зменшення протяжності області ближніх реактивних полів. Збільшення діелектричних втрат призводить до зростання реактивної складової поля на великих відстанях від антени.

4. Вивчення хвильових процесів випромінювання лінійних еквідистантних і нееквідистантних решіток диполів Герца з урахуванням амплітудних і фазових характеристик полів ближньої зони як окремих випромінювачів, так і решіток в цілому, проведено з урахуванням впливу на них геометрії решіток, зокрема, числа випромінювачів і відстані між ними. Основні результати досліджень полягають у тому, що:

визначені відстані від решітки до точок спостереження, при яких вплив полів ближньої зони одиничного випромінювача - елемента решітки - нехтівно малий;

при аналізі просторового розподілу потужності лінійних решіток диполів Герца неврахування особливостей розподілу амплітуд і фаз полів ближньої зони окремих випромінювачів призводить до завищених значень потужності поля поблизу решітки і значних похибок у визначенні як розміру, так і просторового положення мінімального і максимального значення потужності поля не тільки на малих, але і на великих відстанях від решітки.

5. Проведено дослідження просторового розподілу потужності поля усередині кільцевої решітки з урахуванням розподілу амплітуд і фаз ближнього поля елементарних випромінювачів при різноманітних параметрах решітки. На підставі комп'ютерного аналізу встановлено:

у решітках великих у порівнянні з довжиною хвилі діаметрів у просторовому розподілі мікрохвильової потужності спостерігається поява інтерференційних максимумів вищих порядків;

врахування полів ближньої зони випромінювачів - елементів решіток тим сильніше впливає на характер розподілу потужності поля усередині решіток, чим менше її діаметр;

нехтування фазовими характеристиками полів у ближній зоні елементарних випромінювачів призводить до більших похибок в розрахунку розподілу потужності поля усередині решітки (в області простору, обмеженому решіткою), чим у випадку нехтування тільки амплітудними характеристиками.

Публікації автора:

1. Горобец Н.Н., Горобец Ю.Н., Цехмистро Р.И. Влияние эффектов ближней зоны на распределение мощности электромагнитного поля вблизи решеток диполей Герца // Вестник Харьковского университета. Радиофизика и электроника. -1998. - № 405.- С. 52-55.

2. Горобец Н.Н., Цехмистро Р.И. Влияние эффектов ближней зоны на распределение мощности электромагнитного излучения в кольцевых антенных решетках. // Вісник Харківського університету. Радіофізика та електроніка. -1999. - № 427. - С. 153-158.

3. Горобец Н.Н., Цехмистро Р.И. Характеристики электромагнитного поля коротких проволочных вибраторных антенн в ближней зоне. // Вiсник Харківського національного університету. Радіофізика та електроніка.- 2000.- № 467. - С. 62-66.

4. Горобец Н.Н., Цехмистро Р.И. Эффекты ближней зоны резонансных проволочных антенн. // Вiсник Харківського національного університету. Радіофізика та електроніка. - 2001.- № 513. - С. 112-118.

5. Горобец Н.Н., Попов В.С., Цехмистро Р.И. Ближнее поле диполя Герца в поглощающей среде. // Вiсник Харківського університету. Радіофізика та електроніка. - 2002.- № 544. - С. 29 - 33.

6. Горобец Н.Н., Цехмистро Р.И. Эффекты ближней зоны в излучении вибраторных антенн длиной полторы длины волны. // Радиотехника. Всеукр. межвед. науч.-тех. сб. -2002. - № 127. - С. 7-11.

Результати дисертації додатково відображені у таких працях:

7. Gorobets N.N., Gorobets Yu. N., and Tsekhmistro R.I. Near-Field Effects in the Electromagnetic Power Distribution in the Vicinity of an Array of Hertzian Dipoles. // Telecommunications and radio engineering. - 1999. - V.53, N 3. - P. 24-29.

8. Gorobets N.N. and Tsekhmistro R.I. Effect of the Near Field on the Electromagnetic Power Distribution in Annular Antenna Arrays. // Telecommunications and Radio Engineering.-1999. - V. 53, N 4-5.- P. 71-75.

9. Горобец Н.Н, Горобец Ю.Н., Цехмиcтро Р.И. К вопросу о распределении мощности электромагнитного поля в ближней зоне излучателей технологических установок СВЧ // - Рефераты докладов 6-ой международной Крымской конференции "СВЧ - техника и телекоммуникационные технологии". - Cевастополь (Украина) -1996. - C. 25.

10. Горобец Н.Н., Горобец Ю.Н., Цехмиcтро Р.И. Раcпределение мощноcти электромагнитного поля вблизи неэквидистантных решеток излучателей // Материалы 7 - ой международной Крымской конференции "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии". -Том 2. - Cевастополь (Украина).- 1997.- С. 506-509.

11. Горобец Н.Н., Цехмиcтро Р.И. Фазовые соотношения в поле ближней зоны коротких вибраторных антенн // Материалы 9-ой международной Крымской конференции "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии". - Cевастополь (Украина). - 1999.- С. 223- 224.

12. Горобец Н.Н., Цехмиcтро Р.И. Распределение мощности излучения коротких проволочных антенн на малых расстояниях //Материалы 10-ой международной Крымской конференции "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии". - Cевастополь (Украина). - 2000.- С. 296-297.