Реконструкция электромагнитного поля антенн на основе измерений в ближней зоне

В диссертационной работе решается задача определения электромагнитного поля антенны на основе измерений в ближней зоне. Для решения поставленной задачи предложено сформулировать и решить обратную задачу излучения, представленную интегральным уравнением первого рода, по результатам которой производить реконструкцию электромагнитного поля антенны на произвольном от нее расстоянии, в том числе и в дальней зоне излучения. Для решения обратной задачи излучения разработан проекционный метод, основанный на аппроксимации функционального пространства решений линейной оболочкой квадратично-интегрируемых функций с непрерывной касательной дивергенцией, сводящий решение интегрального уравнения первого рода к системе линейных алгебраических уравнений, для решения которой на основе процедуры Качмарца предложены проекционные алгоритмы, обладающие преимуществами, с точки зрения вычислительной сложности, над ранее применяемыми методами. В работе представлены численные исследования, направленные на верификацию и определения предельных ограничений разработанного метода при решении задачи реконструкцию электромагнитного поля антенны. Представлены результаты, демонстрирующие преимущество разработанного метода в решении задачи восстановления диаграммы направленности антенны над методом модального разложения и методом реконструкции источников, в частности, тот факт, что проекционный метод является более устойчивым к случайным ошибкам в измерениях ближнего поля. Для устранения систематической составляющей ошибки, обусловленной влиянием зондовой антенны при измерениях ближнего поля, предложена методика коррекции, основанная на теории плоских волн и результатах электродинамического расчета модели «калибровочная антенна - зонд». Приведены практические рекомендации по выбору и построению калибровочных электродинамических моделей, а также проведен качественный и количественный анализ ошибок вносимых предложенной методикой коррекции. В работе также представлены экспериментальные исследования разработанного метода решения обратной задачи излучения и методики коррекции, где по результатам измерений ближнего поля на плоскости решаются задачи реконструкции электромагнитного поля широконаправленных антенн и антенных решеток микрополоскового и волноводно-щелевого типа