Сверхнаправленность в статистической теории антенн тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

РГ6 од

7™, Ь.Л ; ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

На правах рукописи РАДЧЕНКО Виталий Юрьевич

УДК 621.396.67

СВЕРХНАПРАВЛЕННОС ТЬ В СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ АНТЕНН

01.04.03 — Радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ХАРЬКОВ 1993

Диссертационная работа является рукописью.

Работа выполнена в Харьковском государственном техническом университете радиоэлектроники.

Научный руководитель:

— кандидат физико-математических наук, доцент В. В. Должиков.

Официальные оппоненты:

— доктор технических наук, профессор Л. Г. Корниенко;

— кандидат технических наук, доцент Б. М. Л\инкович.

Ведущая организация — Радиоастрономический институт АН Украины.

Защита состоится «21» октября 1993 г. в 14-00 часов на заседании регионального специализированного совета К 068.37.02 при Харьковском государственном техническом университете радиоэлектроники.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « ZO » сентября 1993 г.

Отзыв на автореферат (в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью) просим направлять по адресу: 310726, Харьков-726, пр. Ленина 14, ученому секретарю регионального спе рованного совета К 068.37.02.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук

В. М. Безрук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦЮННОИ РАБОТЫ Актуальность. Рост требований к показателям качества радиотехнических систем (РТС) и расширение круга решаемых с их помощью задач вызывают настоятельную необходимость поиска путей создания антенных систем с электродинамическими характеристиками, лучзжми чем характеристики антенн, "традиционно" используемых в составе современных РТС. Наряду с этим весьма актуальной является и задача уменьшения электрических размеров антенных систем при сохранении приемлемых величин их характеристик.

Зачастув решение указанных задач приводит к необходимости создания антенн с резко осциллирующим амплитудно-фазовым распределением (АФР) источников с большими пиковыми значениями его. Подобные антенны называет сверхнаправленными (СН). Им присущ ряд отрицательных черт: узкополосность, низкий КПД, малая эффективность излучения, жесткие требования к точности установки и поддержания необходимого АФР. Для ограничения присущих эффекту СН отрицательных черт обычно при постановке задачи синтеза добавляют ряд дополнительных условий - ограничения на норму тока, добротность, чувствительность 'к случайным ошибкам в АФР и т.п. Выбор этих ограничений достаточно произволен.- Соответственно произвольной, навязанной "извне", является и обусловленная ими степень допустимой СН. Подобный подход оставляет чувство неудовлетворенности, поскольку СН антенны, несмотря на их существенные недостатки, все же представляются весьма заманчивыми для ряда приложений, в частности, при разработке антенн летательных аппаратов, а также антенн КВ диапазона. Не случайно время от времени выдвигаемые- антенной практикой новые задачи заставляют разработчиков вновь И вновь изучать возможности реализации режима СН. В свете ска .энного представляется весьма важным выяснение вопроса о том, в какой степени можно все же реально продвинуться в область СН й насколько приемлемы при этом будут указанные выше отрицательные черты этого р-тяима.

Последнее тесно связано с предполагаемой областьи использова- . ния антенн. Что же касается того, й какой мере Можно реально про-' двинуться в область СН» то здесь картийа Может существенно проясниться, если учесть прй сйн?езе каличие всегда присутстзуищих в реальных антейнах флуктуацйй йсто»йпгкой АФР, метаицйх реализации,, режима СН. Такой учет необходимо; осуществить с самого начала ре-.

и

шения задачи синтеза, т.е. на этапе постановки ее. Подобны® статистический подход к задаче синтеза приводит к подавлению в определенной мере проявления СН. При этом удается, что весьма ваяно, определить предельно возможные "в среднем" электродинамические характеристики сверхнапрвлешшх антенн (СНА) при известной статистике флуктуаций в антенне.

К настоящему времени исследования СН с учетом случайных ошибок производились лишь применительно к антенным решеткам. При этом основные результаты получены численным путем для отдельных примеров, что не позволяет выявить общую картину влияния ошибок на степень сверхнаправленности антенн.

Применительно к непрерывным антеннам работ, посвященных статистическому синтезу и исследованию эффекта СН при учете случайных ошибок, нет. Между тем, рассмотрение непрерывных антенн представляет большой интерес, прежде всего, для выявления особенностей проявления сверхнаправленности для таких антенн, а также для определения предельно достижимых характеристик антенн ограниченных размеров в зависимости от параметров флуктуаций случайных источников (в частности, их радиуса корреляции). .Дополнительную практическую значимость эти исследования приобретают в связи с появлением возможностей формирования в раскрывах непрерывных антенн достаточно сложных АФР, необходимых для реализации режима СН (например, путем использования ГЗА, линзовых антенн с управляемым коэффициентом преломления, антенн с включенными реактивностями и т.д.).

Все вышесказанное и определяет актуальность Настоящей диссертационной работы.

Целью диссертационной работы является разработка теории статистического синтеза непрерывных линейных антенн и детальное исследование эффекта сверхнаправленности в подобных системах при наличии флуктуаций в распределении источников. Основное содержание работы составляют: постановка и решение ряда задач статистического синтеза средних характеристик поля излучения непрерывных антенных систем; подробное исследование (на основе полученных соотношений) основных закономерностей поведения синтезируемых характеристик в вависимости от параметров случайных ошибок; выявление возможности реализации эффекта СН при заданных значениях параметров ошибок; оценка предельно достижимых характеристик антенн при наличии флук-

туаций в распределеьии источников; обоснование требований к точности реализации АФР для достижения желаемых характеристик поля излучения линейных антенн.

Методы исследования. В диссертационной работе использованы:

- методы современной статистической радиофизики, в частности, статистической теории антенн!

- методы теории синтеза антенных систем!

- методы теории вероятностей и случайных функций;

- методы теории специальных функций:

- методы функционального анализа!

- численные методы прикладной электродинамики с применением современной вычислительной техники.

Научная гаовизна работы закличается в том, что в ней разработаны основы статистической теории синтеза непрерывных линейных антенн и проведено детальное исследование эффекта СН при наличии флуктуаций в распределении источников. Наиболее важными результатами являйся: постановка и решение ряда задач статистического синтеза непрерывных линейных антенн по средним характеристикам поля излучения: анализ основ" тс закономерностей поведения характеристик. СНА в зависимости о» параметров случайных ошибок и раэмероз антенны: введение понятий и анализ устойчивости и чувствительности средних интегральных характеристик поля излучения непрерывных линейных антенн к неточности задания параметров случайных ошибок.

Практическая ценность разработанной в диссертационной работе теории заключается прейде всего в том, что с ее помощью на этапе проектирования при заданных размерах антенны и параметрах случайных ошйбок можно определить оптимальное АФР й выигрыш в значериЯз синтевируемых характеристик, достигаемый при его реализации, по сравнении с распределениями, обычно используемыми на практике* и (или) принципиальную всзМо»..юсть достижения желаемых характеристик в реальных условиях работы антенны. Вместе с тем, основываясь на проЬедейных й дйссергаций исследоьаййях* Моайо оЦределитЬ Йин2-мальныэ размеры антеннЫ Или параметру ошйбок, Щэй которых характеристик излучения отвечают заданным требованиям. Разработанная теория позволяет такав с Формулировать требования к точности реализации оптимальных АФР.

Внедрение. Рееультагы исследований, проведенных в диссертаця-

онной работе внедрены в НИР. одного из предприятий при разработке малогабаритных сверхнаправленных антенн, о чем имеется акт о внедрении. Кроме того,-часть результатов используется в учебном процессе кафедры ТЭА ХТУРЭ при чтении спецкурсов и проведении курсового проектирования.

Обоснованность и достоверность основных результатов диссертационной работы обеспечивается корректной формулировкой задач исследования; использованием апробированных подходов и методов общей статистической теории антенн; совпадением в предельных случаях полученных результатов' с известными ранее в статистической и детерминированной теориях антенн. .

Апробация работы. Основные результаты и выводы диссертационной работы доложены и обсуждены на:

Всесоюзной научно-технической студенческой конференции "Радиотехника и связь на службе качества" (Москва-Свердловск. 1987 г.);

I Всесоюзной научно-технической конференции "Устройства и методы прикладной электродинамики" (Одесса, 1338 г.);

Всесовзной научно-технической конференции "Методы представления и обработки случайных сигналов и полей" (Туапсе 1983г.);

Московской городской научно-технической конференции, посвященной Дна Радио (Москва 138Эг.);

Областном семинаре НТО РЗС им.А.С.Попова "Современные вопросы теории и техники антенн" (Харьков, 1930 г.), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и сотрудников Харьковского института радиоэлектроники (Харьков, 1986-1993 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано: I депонированная монография, 2 статьи и тезисы 3 докладов на Всесоюзных научно-технических конференциях и семинарах.

Структура и обьем. Диссертационная работа, состоит из введения, трех глав, ¡заключения, списка использованных источников из И наименований, 3 приложений,рисунков и Z таблиц. Текст диссертации занимает /о? страницы, иллюстрирующие его ' рисунки и таблицы -.¿Гстраниц, список использованных источников - # страниц.

Основное положения, выносимые на защиту: - постановка и решение задачи статистического синтеза комплексной диаграммы направленности непрерывной линейной антенны при наличии случайных ошибок в АФР. Общие расчетные соотношения для определе-

А

н.:л oliiUiusi; a«,ro Ait' й rtiiiJiif.uu.iK.i'- СИ»«/ vi.1/ -....... '••■J-.; * '--»

arpohuu йапраа^вьнос'ги от иадансй«

- постановка и решение ряда задач ста; истине.: кого синтеза средни; айгбгральвт характеристик неяреривлих лннэйних антенн (КНД, КУ, зяривы ЦН). Основные соотношения для опредехеная сатималышх А$Р и значений скгггйэируекыж интегральных зсараитервстикг

- освоение за кс; но мерное т и поведения синтезируемых характерно! и:: в зависимости от параметров случайных ошибок. Анализ предельно дсс-тмяпмых характеристик непрерывных линейных антенн, есэмогз^сти реализации и степени, csfрхзаграглошюсти при гзявнодс снаненинх параметров ошибок:

- определение понятий устойчивости и чуьстательностз синтезируемых характеристик к неточности задания парагтетр'сз случе-Яннх скибок при постановке задач статистического синтеза антенн и анализ их зависимостей от параметров ошибок.

COlEf-SAHIB PAFOTLI МлДЛа/лШИ обоснована актуальность напранлени.-; по. д:.вания, цель раости, кратко изложено содержание киссзртаци-

• ИВ Р. ;0'.' сл.

Г-. Ui'Ol. L_: i"«. лооесдл к анализ современного состоя ¡тля Теория .: ечт-ргнаарлэлепяых гшт&ня. Ргс.п;;тр£к«: суцнс^ь ь-К-окта

t: • ,.!>л;.1рл)>л-;ннссти, оснознь'е дсстсинства ¡: издостатки ОНА, связь лт» ¡¡¿направленности и некорректности ■< t.-лч ."лг^гагичесиой .рпиики. мльчено, что бол! ш'икотзо раеот по нос ':е;;' г-яннр СН были шлюлпе-.-ш з рамках Аетерг.инироганкс' "■■трл,; с л о .-с. лнт..л;н. Стати-сг'.ьескгЛ подход к тсс.тедонн^ч'' СН н, в лнр.д-.м плане, к аа-

ам сиагисч См л реалпьс;ван ллль примели^ ; но / ант^нлнм рет;ет-.'.л'. гл'ст, 1С • ^: :.e-;:i:b:x к..лтлог:гчйскс1ту слсла;' ¡kHipep .^..п;! антенн л то. . ..остл, нзуч.;нпв i.'ii ..р.н-'ЗгМтг льне : лнлм антеннам, нет. 1 сул^отненл-.л ; нигелл ■; ' ::y;:i!ib'f т ::з а качестве

-¡'.'„Л пол;. лассер!апИк/и:'Л; paio;..:.

;!:::. о в глав; :ip"Ba:e:;u исходило /а дли средних гарак-

frj:;. ,м н лн лингйноЯ кепре; ■ зноЛ j;;; *няи, . :-о5хслшай в дальнсЯ-Т-н ",".' с с;нинке чаплч .::л/* :тин; со ел , ¡.ск непрерывных ла-•i'.!.'.-.л.. с ил a.!,:-; Л"... ..аил.л:/,; нелнналниого

■•'..:.. ^ ■■ ■ ■ •л;.'.!!;:'1 •->л р тс-,снвп

з ряд по собственным функциям преобразования Фурье (СФПФ) получены соотношения для средних ДН по поли и по мощности, которые имеют вид:

Щи )| =- ,

Щи )Г

где « - дисперсия ошибок; а> - вектор коэффициентов разложения ДН антенны в отсутствие озибок г^и ) в ряд по СФПФ ф^л,и): ы> - вектор с эломс-нтами ,и ); I - матрица, элементы которой 1г гл( а ,п ) -

специальные функции: = та./А,: I. - длина антенны; К - длина волны в свободном пространстве; и - ,нпп9 - обощенный угол, отсчитываемый от нормали к оси антенны: с = Zp/L - относительный радиус корреляции ошибок; р - абсолютный радиус корреляции ошибок; * - знак комплексного сопряжения.

Полученные выражения для средних ДН является основой при нахождении рассматриваемых в работе интегральных характеристик непрерывных антенн.

В первой главе рассмотрены также параметры, характеризующие сверхнаправленность: коэффициент сверхнаправленности 7, эффективность излучения (1 , чувствительность к ошибкам э , КПД т) . Отмечено, что все эти параметры тесно связаны между - собой через норму АФР Их)|\ Поэтому при анализе решения задач синтеза достаточно ограничиться одним из них. В качестве такого параметра для анализа решений задач статистического синтеза выбран средний коэффициент сверхвацравлецности (КСН)

/Щи)! с!и

= -«_

' (1

/ЩиНсЬ

который используется в дальнейшем как мера проявления негативных черт СН.

Показано также, что при решении задач статистического синтеза антенн теряет смысл использование такого "традиционного" для детерминированного синтеза параметра, как чувствительность г ошибкам

в

s. Вместо него вводятся понятия чувствительности и устойчивости синтезируемых характеристик к "чуашг скибкам. Рассмотрим сущность вводимых понятий на примере антенны с максимальным средним КНД. Так, чувствительность характеризует ситуации, когда ь процессе эксплуатации антенны параметры ошибок (« .п с которыми реализуется оптимальное АФР, изменяются и становятся отличными от значений параметров ошибок (<хс.г.ц), с учетом которых это AIP Сило цайдено (такая ситуация может иметь место, например, при изменении условий работы антенны). Соответственно изменяется и значение КНД антенны .ср.йс,сс) в сравнении с найденным в результате решения задачи синтеза (ожидаемым) его значением п0( «с,сс). Мера отклонения ö от do и определяется как чувствительность синтезируемой характеристики к "чужим" спискам. Для количественной, оценки чу?.-, ствителыюсти целесообразно использовать производные 5 по и с .

Устойчивость характеризует ситуацию, когда значения параметров реальных сшибок в АЗР известны неточно (например, когда они измерены с некоторой погрешностью). В этом случае значения параметров сшибок, задаваемых при синтезе, («с,сс) будут отличаться от параметров реальных опибок в AM' антенны (<* ,с ), а значение среднего КНД D(iXp.с будет отличаться от максимально возможного его значения 5 ( « .с.,, >. При этом понятие устойчивости .к "чужим" ошибкам вводится как мера уклонения 5 от Бт. Количественно устойчивость определяется производными в ш «с и г.с.

Введение таким образом понятий чувствительности и устойчивости явялется естественным сбощением понятия чувствительности к ошибкам

Во второй главе решена задача статистического синтеза непрерывней линейной антенны по заданной комплексной ДН F(u). В качестве критерия использовано математическое ожидание среднеквадратичного отклонения синтезируемой ДН от заданной

а

г/ J | f( u )-F( Ii) I* du.

- а

Получены coo'iüжпия для определения оптимального АФР и величины минимального среднего СКО при произвольных значениях параметров саабох. Покапаю, нал упрощаются эти соотношения в наиболее ваакг-м та иаучг-ная случае, случае малых сшибок (« « Т ), а так-

кс- при малых радиусах корреляции (с: 1 ).

Провелон детальный анализ полученного ¡ч-кигя -:.тс сравнение с результатами решения палачи детерминированного синтеза антенн. Установлено, что учет случайных ошибок на этане постановки задачи синтеза приводят к существенному подавлению амплитуд высокочастотных (реактивных ) гармзник (п > ?л/х). Соответствуй;?? опткмаяьное АФТ' при этом становится менее осциллирующим. Так, в случае малых ошибок коэ($фгакент поплг.дения амплитуд гармоник определяется выражением

Й ,1 ( п ,г: )/Л

где лгг(.1,г.) - коэффициенты, зависящие от номера гармоники , радиуса корреляции ошибок и размеров антенны, а - собственные числа интегрального уравнения для СТП!. Величина кг монотонно у очень быстро уменьшается с. ростом номера п. что фактически приводит к естественному обрыванию ряда для АФР при некотором значении п=мо и к значительному уменьшение амплитуд оставшихся гармоник. Характерно, что степень "подавления" гармоник при статистическом синтезе не зависит от вида синтезируемой ДН, а определяется только размерами антенны и параметрами ошибок.

Подробнс изучен вопрос.о влиянии случайных ошибок на величину минимального среднего СКО е2. Показано, что при учете ошибок на этапе постановки задачи синтеза величина Ег всегда отличается от нуля и с ростом числа учитываемых при синтезе гармоник N стремятся к некоторому предельному значению Величина определяется

как размерами антенны п параметрами случайных ошибок, так и видом

синтезируемой ДН. В случае малых ошибок выражение для е*1г имеет вид

где с1> - вектор, элементами которого является коэффициенты с1г разложения г(и) по СФПФ, J - матрица, элементы которой зависят лпж-от длины антенны и радиуса корреляции ошибок.

Очевидно, что с2 уменьшается при уменьшении дисперсии ошибок а. Зависимость же ее от радиуса корреляции характеризуется наличи-

ем максимума г* области сро/лт ячапешгё рздпусэ корреляции с. ]]рп я -» О аедтчтап 5* -• и, что соответствует рчзультпту, пслуча"ио»1у при дотермянироваяп"» сиптеое, согласно которому в видимой области №*чо сгсль угодно Слячго пги'лк?лться к любой заданной комплексной ЛН.

Детально рассчг'трпк вопрос с. степени СН рвврвиг. задачи стати-с! '/тч.кого скптеза эадттгй ГН. И^у^ям ал^исюмогти вредного ксэф-,-ц ^ от парЛ,.-вГр-п гкб'-к. Установлено, чтс уют случайных ^грСс* при пгстнгс!»^ задачл окятчзп пг*<зстлг к гугрстр'чгтог'у пслап.тчвля СИ. Яря г>тсч для хрСык прач^ы гл№7роь еггЛ?» величина 7 '■гт-'л; значения КСИ 7С. получаемого пгл решении зал-ат.' сип-теза в лгт=р"::'!-горачппостановке.

Подробно исследованы чувствительность и устойчивость миткального среднего СКО к -чухкм" ошехам.Иокаоакс. что ге^е:.::.: са-дачи при статистической постановка являете ; устойчивым и малочувствительным, причем тем больше', чем болыае уровень осиЗок. Установлено, что устойчивость определяется второй степенью погрешности параметров ошибок А, а чувствительность - первой. Приведены графз-ки, иллюстрирующие поведение устойчивости и чувствительности решения в зависимости - параметров оспбон.

Проведено сравнение с результатами решения двух задач детерминированного сшгг за при наличии и отсутствии ограничений на 7, когда найденные АФР реализуются со случайными ошибками. Показало» что для обоих сравниваемых случаев статистический подход является' более эффективным, т.е. дает меньшую " в среднем" ошибку синтеза.

Полученные в главе результаты иллюстрируются на примере статистического синтеза секторной ДН.

В третьей главе рассмотрен ряд задач статистического синтеза непрерывных липейн::х антенн по их средним интегральным "характеристикам, а именно: максимизации средних КПД, КУ'и минимизации гспряяы средней ДН. Синтезируемые характеристики представляются в виде отношения двух квадратичных 5юрм

_<хЛх>_ (хПхГ" "

о

где конкретный впд матриц л.п определяется постановкой задачи синтеза, размерам! антенны и параметрами случайных опябск.

Р*г»ркя пгстлдл°шг<-тх задач статистического синтеза паЗдепн

при использовании вариационного подхода и метода итераций. Пока-вано, как упрощаются найденные соотношения для случая малых ошибок, а также для случая малых радиусов корреляции.

Вначале рассматривается задача синтеза антенны с максимальным средним КНД. Исследованы зависимости максимального среднего КНД от параметров ошибок. Показано, что ошибки существенно подавлявт сверхнаправленность по КНД. Отмечено, что наиболее сильно СН подавляется в области средних радиусов корреляции С, когда значение С примерно равно полупериоду осцилляций в АФР. На основе численных расчетов построены изолинии нормированного максимального среднего Щ позволявшие определить область параметров, случайных ошибок, для которых "заданная СН" может иметь место. Такие графики имеют важное практическое значение, ибо позволяет го величине требуемого среднего КПД определить параметры случайных ошибок, при которых такой КНД может быть достигнут.

Детально исследовано поведение среднего коэффициента сверхнаправленности "fот параметров ошибок. Отмечено, что поведение fаналогично поведения d, однако минимум зависимости 7(C) смещен .относительно минимума"ЩС ) в сторону меньших радиусов' корреляции. Проведен анализ зависимостей "d ("Л при изменении а , С и n - числа учитываемых гармоник в разложении ДН. Показаны существенные отличия поведения "ЕГ(т~) по сравнению со случаем детерминированного синтеза. Так, зависимость~o{f(C)) имеет область, где увеличение КНД сопровождается снижением коэффициента СН 7". Кроме того, эта зависимость является двузначной, т.е. каждому значению f соответствует (за исключением точки минимума) два значение ~г7. Результаты исследования зависимости "d"(7") кроме теоретического имеют и практическое значение, ибо позволяют определять требования к параметрам сшибок (в частности, к значении их радиуса корреляции) с тем, чтобы обеспечить компромисс между величиной среднего КНДТГ и значением коэффициента сверхнаправленности 7 , который характеризует проявление отрицательных черт СН.

Проведено исследование зависимости максимального среднего КНД от.длины антенны. Показано, что при заданных значениях параметров оашбок с увеличением длины антенны степень выигрыша по КНД снижается я уже для антенн дпин:й ЗА не превосходит Ю-1Ь* ири уровне ошбох 0U-O.OI. Виьсте с теп, при уи&т.ивьик (мгмеров антенны ее

максимальный средний КПД растет неограниченно. Подобная зависимость объясняется тем, что при учете случайных ошибок количество реактивных гармоник, участвувщих в формировании АФР, а следовательно и добавка к КПД, не зависят от дайны антенны. Таким образом, использование э'Л^кта СН представляется наиболее целесообразным при построении я чтоне КВ и низкочастотной части СВЧ диапазонов .

Рассмотрено ограничительное действие случайных ошибок. Показано, что решения задачи статистического синтеза антенны с максимальным КНД предстягляется в виде, аналогичном уравнении Тихонова

л> чи + си^'ы) ,

где V - матрица с элементами упт=0,,гЛ-,; 0П„ - символ Кронекера. Для случая малых радиусоз корреляции учет наличия случайных ошибок приводит к регуляризации задачи синтеза как некорректной задачи математической физики. При этом параметром регуляризации является дисперсия охлбок а, а радиус корреляции определяет стабилизирувдий Функционал.

Далее в главе рассматривается задача синтеза линейной непрерывной антенны с максимальным средним КУ. Проведен анализ зависимости максимального среднего КУ от параметров ошибок и • потерь и сравнение с резуль ^тами решения задач синтеза антенны с максимальным КУ в детерминированной постановке и максимального КНД в статитической. Показана возможность сверхусиления, т.е. существование такой области параметров ошибок, ' в которой максимальный средний КУ превосходит КУ той же антенны с равномерным АФР. Антенны, обладающие сверхусилением, одновременно является и сверхнаправленными, а их к.п.д. ниже, чем у той же антенны с равномерным АФР.

В отличие от максимального среднего КЕД, неограниченно возрастающего при уменьшении длины антенны, максимаЛный средний КУ при этом является ограниченным. Установлено, что для заданных значений параметров окибоя к потерь существует оптимальное значение длины антенны, при котором КУ максимален. В детерминированном случае величина этого максимума определяется параметром потерь эг , величин,;} которого для используемых обычно на практике материалов имеет порядок Ю"2-10"'. При этом, максимальный КУ имеет величину порядка (1.Б-1.7 Х;о, где - КУ антенны с равномерным АФР. В завистгастз

от параметров потерь и сди.оок ^..¿«а 1.«ир«риьь:>а <ш*чш-

KJ с максимальным усилением ле^нт в с: до О.зЛ. Uj>a

увеличзшш н уменьшении размеров аытешы oTKCCdrcAuKJ ounwcua ritut КУ антенны монотонно убывает, стремись б пределе к вкллчик' ц, -среднему КУ той на антенны с равномерным Air.

Далее, в третьей главе, рассмотрена задлча сая7«за ¿доний с минимальной шириной средней ДН. Показано, что i стличч« о? случая детерминированного синтеза при статистическом подходе ьоанохна постановка задачи синтеза без каких либо дополнительных ограничений. Однако решение талой задачи привода? к диаграммах ; иакр;:ем.:гк: ыкоккм УБ1. Поэтому решение задачи синтеза получено с вешдьгова-нлем критерия, учитывавшего излучение в осл^стп Сохових лекасткоз. Проведено исследование зависимостей минимальной средней ширины ДН антенны от параметров ошибок. Выявлены сходства и отличия от решений рассмотренных ранее задач синтеза. Показано» что при одних и тег же значениях параметров ставок сч^мы. СН антенн с шшдодоиоа средней шириной ДН pus», чем у антенн с. малсг.мальным средним КИЕ.

В главе исследованы такие вопрос:.; устойчивости п чувствитель -кости синтезируемых характеристик к ''чужим" ошибкам. Получении« при этом результаты имеют важное практическое авачсюи , поскольку позволяют сформулировать требования к точности определены параметров сшибок, а также выявить дпапьсон нем-„Квнлй параметров ошибок, при которых екячешш синтезируемых одмсгерисш« буду; приемке льми.

Ь иаюатавии приведены основные риьулыаты и c¡k рмулированы ссдоьнш вашодо диссертационной paOjíi,.

й ирклоак/.ях пр.ындеии з :и.чогас<гШЫ; нгасриояи, Ньсбхоип -юи для анализа ренонип ра^пш-ркк^-и.;/ « ¡¡¡' j.uuh .•интгиа.

• LCHúbHtiK ir'iJLii'.iL.i'A J¡i Л ¡'..j:> j;h¡

- поставлена и решена заьачл . ,<л,:. i.iv ь ч•, иигс-.-ч ua^iKi ье-прср-ьшних антенн но вайшг.г 1,.<.п.:..-г.чг„; ии-^г-иж: ь-шуаи иное г а. Найдены соотношения для о пр.д..,. ;:!>■./■ ■.; ¡¿„-.щ-^и-^иая источников а велгчкй^ мдь;:! .j • ьн: i . : . ° ¿w • ¡пт г.мь'ьа. ¡: - Л

11'pe..:OÍ сÍ 3a,4ciúbOr:»

- решен ряд задач ста; ücj ,.'r; .-'... . ,...,¡ - ■. ■ -¡ .■.- .! '-. ..!:-.-1.:.Ыл a.-. 7c¡£¡: no v'¡'.r::<;¡i ími „•! j a .1. i¡: ,i ,-v--"- . . 1 . , -!•.,. , I! .y.

чены выражения для расчета оптимального АФР и значений оптимальных средних интегральных характеристик :

- детально изучены закономерности поведения синтезируемых характеристик от параметров случайных ошибок (в, частности, их радиуса корреляции). Определены ограничения, налагаемые наличием случайных ошибок па величины синтезируемых характеристик:

- проведено исследование возможности реализации эффекта СН при наличии флуктуаций источников и влияния на ее степень параметров случайных ошибок и размеров антенны:

- определены понятия и проведен анализ устойчивости и чувствительности средних интегральных характеристик поля непрерывных линейных антенн к неточности задания параметров случайных ошибок:

- выявлены основные отличия результатов статистического синтеза непрерывных линейных антенн по сравнении с результатами решения детерминированных задач.

Совокупность результатов, полученных в диссертационной,работе составляет основы статистичесной теории синтеза непрерывных линейных антенн. Эти результаты позволяют найти оптимальные АФР и предельно достижимые характеристики непрерывных антенн в реальных условиях их работы, т.е. при наличии флуктуаций в распределении источников: выявить диапазон изменений параметров ошибок в котором значения синтезируемых характеристик остается приемлемйми; найти компромисс между величинами синтезируемых характеристик и степенью проявления отрицательных черт сверхнаправленяости. Статистическая теория синтеза составляет также базу, для определения требований к точности установки и поддержания АФР непрерывных антенных систем, необходимых для обеспечения желаемых характеристик и для выбора разумных размеров СНА. Практическая значимость проведенных исследований особенно усиливается в связи с неуклонным повышением требований к характеристикам антенных систем и рйстом их' стоимости."

. СПИСОК ОПУБЛИКОВАНИЯ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шнфрин Я.С., Должшюв В.В., Радченко В.Ю. Свергзаправлен-. ность в статистической теории антенн /Харьковский ан-т радиоэлектроника. Харьков,1988.-140с.-Деп. в УкрШШНТИ, N86 Ук-88.

2. Должиков В.В., Радченко В.Ю. Влияние случайных ошибок в

антенне на ее предельный Щ (Часть I) //Радвотекника. - Харьков: Ивд-во при ХГУ. 1890.-Вьщ.86.-С.83-103.

3. Додаков В.В., Радчвшсо B.C. Влияние случайных ошибок в антенне на ее предельные КНД (Часть 2) //Радиотехника. - Харьков: Ивд-во при ХГУ. 1890.-Вып.86.-С.102-108.

4. Шифрин fi.C., Должилов В.В., Радченко В.Ю. Статистика ан-tqeh е сверхнаправленвость //Тевасы докладов 1-е Всесошн. Еаута.-теи.коад. "Устройства и методы прикладной илектроданамняи'УОдес-са, XS89.-C.ia.'

Б. Шифрин A.C., Долюаов В.В., Радченко В.Ю. Максимальный КУ «янейноЗ антенны при наличии случайных ошибок //Тевясы докладов Всесошн. Еаучн.техв.конф, ''Методы представления и обработки случайных сигналов в полвЙ''/ÍVance, I888.~C.63..

б.Радченко В.Ю. Статистический сввтев антенн с максимальным КУ//Иатериалы докладов ЬЬсковской городской ВТК поев. Дни Радио/ Москва, 1В8Э.-С!вб-87.

16v