Дифракционные эффекты в цилиндрических монопольных и диэлектрических дисковых антеннах

Abstract

На основании экспериментальных исследований и численного моделирования определено влияние дифракционных эффектов на характеристики излучения цилиндрических монопольных антенн и диэлектрических дисковых антенн при изменении электродинамических параметров их составных частей. В частности, установлено, что осциллирующие зависимости угла максимального излучения и резонансной частоты монопольных цилиндрических антенн с высотой монополя dr1 = λ/4 от радиуса экрана объясняются различной структурой распределения электромагнитного поля в индуктивной зоне антенн с радиусом экрана кратным λ/2 и кратным нечетному числу λ/4 ( λ – длина волны в свободном пространстве). Показано, что в индуктивной зоне исследуемых антенн формируются пространственные распределения электромагнитного поля в виде “пространственной волновой решетки”.

На підставі експериментальних досліджень та числового моделювання визначено вплив дифракційних ефектів на характеристики випромінювання циліндричних монопольних антен і діелектричних дискових антен зі зміною електродинамічних параметрів їх складових частин. Зокрема встановлено, що осцилюючі залежності кута максимального випромінювання та резонансної частоти монопольних циліндричних антен з монополем висотою dr1 = λ/4 від радіуса екрана пояснюються різ- ною структурою розподілу електромагнітного поля в індуктивнiй зоні антен з радіусом екрана кратним λ/2 та кратним непарному числу λ/4 (λ – довжина хвилі у вільному просторі). Показано, що в індуктивнiй зоні досліджуваних антен формуються просторові розподіли електромагнітного поля у вигляді “просторової хвильової решітки”.

Based on experimental studies and simulation modeling , the influence of diffraction effects on the radiation characteristics of cylindrical monopole antennas and dielectric disk antennas is determined under conditions when the electrodynamic parameters of antenna components are changed. In particular it is established that the oscillating dependence of the angle of maximum radiation and the resonant frequency of monopole cylindrical antennas with the monopole height dr1 = λ/4 as function of the ground plane radius are explained by different spatial structure of electromagnetic field in the inductive region of antenna with the ground plane radius being multiple of λ/2 and the odd number of times λ/4 (λ is the wavelength in free space). It is shown that the spatial distributions of electromagnetic fields as the “spatial wave grating” are formed in the inductive region of antennas under test.