Антенны в составе широкополосных радиосредств

Постановка задачи: при проектировании широкополосных радиоустройств с антеннами, сфокусированными в зоне ближнего излученного поля, необходимо учитывать частотную зависимость их характеристик. Для широкополосных сигналов отсутствует единый подход к определению пространственного распределения электромагнитного поля, а возможность фокусировки некогерентного излучения остаётся недостаточно изученной. Целью работы является выявление и анализ свойств широкополосных электромагнитных полей, сфокусированных линейными и плоскими апертурами в зоне ближнего излученного поля, включая случай некогерентного излучения. Используемые методы: исследование основано на численном моделировании электромагнитных полей, создаваемых непрерывными и дискретными апертурами в зоне ближнего излученного поля, с учётом спектральных характеристик излучаемого сигнала, способа его приёма и условий когерентности излучения. Новизна: впервые проведено систематическое сравнение свойств, сфокусированных гармонических и широкополосных полей в зоне ближнего излученного поля. Показана возможность фокусировки некогерентного широкополосного излучения за счёт синхронизации огибающих радиоимпульсов, что позволяет увеличить напряжённость поля в заданной области без увеличения общей мощности излучения. Результат. Установлено, что пространственные распределения широкополосного сфокусированного поля существенно зависят не только от ширины спектра излучаемого сигнала, но и от частотных характеристик приёмного тракта, а также от способа использования энергии поля (режим приёма линейным детектором или режим поглощения мощности в среде). Показано, что при фокусировке некогерентного излучения синхронизация огибающих радиоимпульсов позволяет увеличить напряжённость поля в заданной области без увеличения общей мощности излучения. Практическая значимость: полученные результаты могут быть использованы при разработке антенных систем для микроволновой диагностики, медицинской радиотермометрии, специальной радиосвязи и радиоэлектронной борьбы, а также для построения энергоэффективных радиолиний с концентрацией широкополосного поля в заданной области пространства.