Осесиметричне електромагнітне збудження металевого диско-конічного розсіювача

Abstract

Скінченний біконус є базовою структурою для аналізу дискоконічних антен наближеними методами. Тут отримано строгий розв’язок осесиметричної задачі дифракції TM-хвилі на відкритому кінці біконуса, одне плече якого є напівнескінченний, а друге – скінченний конуси. Така структура опромінюється полем кругового витка магнітного струму. Для отримання розв’язку використано метод спряження полів сумісно з методом аналітичної регуляризації. Розв’язок задачі для дискоконічного розсіювача отримано як граничний перехід від біконуса з довільними кутовими параметрами. Досліджено залежності діаграм спрямованості та опору випромінювання від параметрів розсіювача. Проведено порівняння числових результатів з відомими в окремих випадках. Показано, що широкосмугові властивості діаграм спрямованості покращуються зі зростанням радіусу диску та ширини біконічної області. Отримані результати дозволяють проводити строгий електродинамічний аналіз характеристик дискоконічних розсіювачів у широкому діапазоні зміни геометричних та частотних параметрів.

Конечный биконус является базовой структурой для анализа дискоконических антенн приближенными методами Здесь получено строгое решение осесимметричной задачи дифракции TM-волны на открытом конце биконуса, одно плечо которого полубесконечный, а второе – конечный конусы. Такая структура облучается полем кругового витка магнитного тока. Для получения решения использован метод сопряжения полей совместно с методом аналитической регуляризации. Решение задачи для дискоконического рассеивателя получено как предельный переход от биконуса с произвольными угловыми параметрами. Исследованы зависимости диаграмм направленности и сопротивления излучения от параметров рассеивателя. Проведено сравнение численных результатов с известными в частных случаях. Показано, что широкополосные свойства диаграмм направленности улучшаются с ростом радиуса диска и ширины биконической области. Полученные результаты позволяют проводить строгий электродинамический анализ характеристик дискоконических рассеивателей в широком диапазоне изменения геометрических и частотных параметров

The finite bi-cone is the basic structure for disc-conical antennas analysis by the approximation techniques. Here the rigorous solution of the problem of axially-symmetric TM-wave diffraction by the open end of the bi-cone, which consists of finite and semi-infinite shoulders, is obtained. The structure is irradiated by the ring of the magnetic current. The mode matching method and analytical regularization technique are applied to obtain the problem solution. The transition from bi-conical scatterer with arbitrary angular parameters to the disc-cone antenna is analyzed. The dependences of the far-field pattern and the radiation resistance from the scatterer parameters are investigated. Comparisons of the numerical results with known particular cases are carried out. It is shown that the wide-band properties of the disc-cone antenna are improving with increasing of the disc radius and the width of the bi-conical region. The obtained results allow to carry out the rigorous analysis of the electrodynamics characteristics of disc-conical scatterers for a wide range of geometrical and frequency parameters.