Snížení úrovně bočních laloků zrcadlových antén umístěním kovových pásků do otvoru

Akiki D, Biayneh V., Nassar E., Harmush A,

University of Notre Dame, Tripolis, Libanon

Úvod

Ve světě rostoucí mobility roste potřeba, aby se lidé připojovali a přistupovali k informacím bez ohledu na to, kde se informace nacházejí, nebo na jednotlivci. Z těchto úvah nelze popřít, že telekomunikace, zejména přenos signálů na vzdálenosti, jsou naléhavou potřebou. Požadavky na systémy bezdrátové komunikace, aby byly tak dokonalé a všudypřítomné, znamenají, že je třeba vyvíjet stále efektivnější systémy. Při zlepšování systému je hlavním počátečním krokem vylepšení antén, které jsou hlavním prvkem současných i budoucích systémů bezdrátová komunikace. V této fázi zlepšením kvality parametrů antény budeme rozumět snížení úrovně jejích postranních laloků jejího vyzařovacího diagramu. Snížení úrovně postranních laloků by přirozeně nemělo ovlivnit hlavní lalok diagramu. Snížení hladiny postranní lalokžádoucí, protože u antén používaných jako přijímače postranní laloky činí systém zranitelnějším vůči bludným signálům. Ve vysílacích anténách snižují boční laloky informační bezpečnost, protože signál může být přijímán nežádoucí přijímající stranou. Hlavním problémem je, že čím vyšší je úroveň bočního laloku, tím vyšší je pravděpodobnost interference ve směru bočního laloku s nejvyšší úrovní. Navíc zvýšení úrovně postranních laloků znamená, že výkon signálu je zbytečně rozptylován. Bylo provedeno mnoho výzkumů (viz například ), ale účelem tohoto článku je přezkoumat metodu „polohování pásu“, která se ukázala jako jednoduchá, efektivní a levná. Jakákoli parabolická anténa

mohou být vyvinuty nebo dokonce upraveny pomocí této metody (obr. 1), aby se snížilo rušení mezi anténami.

Vodivé pásy však musí být velmi přesně umístěny, aby se dosáhlo zmenšení bočních laloků. V tomto článku je experimentálně testována metoda "polohování pásu".

Popis úkolu

Problém je formulován následovně. U konkrétní parabolické antény (obr. 1) je nutné snížit úroveň prvního bočního laloku. Vyzařovací diagram antény není nic jiného než Fourierova transformace funkce buzení apertury antény.

Na Obr. Obrázek 2 ukazuje dva diagramy parabolické antény - bez pruhů (plná čára) a s pruhy (čára označená *), ilustrující skutečnost, že při použití pruhů se úroveň prvního bočního laloku snižuje, ale úroveň hlavní lalok také klesá a úroveň také mění zbývající okvětní lístky. To ukazuje, že poloha pruhů je velmi kritická. Pásky je nutné umístit tak, aby se znatelně neměnila šířka hlavního laloku při polovičním výkonu nebo zisk antény. Úroveň zadního laloku by se také neměla znatelně měnit. Zvýšení úrovně zbývajících okvětních lístků není tak významné, protože úroveň těchto okvětních lístků je obvykle mnohem jednodušší snížit než úroveň prvních postranních laloků. Tento nárůst by však měl být mírný. Připomeňme si také, že Obr. 2 je ilustrativní.

Z výše uvedených důvodů je při použití metody "polohování pásů" třeba mít na paměti následující: pásy musí být kovové, aby plně odrážely elektrické pole. V tomto případě lze polohu pruhů jednoznačně určit. Aktuálně měření úrovně bočního laloku

Rýže. 2. Vyzařovací diagram antény bez pruhů (plný)

a s pruhy (

Rýže. 3. Teoretický normalizovaný vyzařovací diagram v dB

používají se dvě metody – teoretická a experimentální. Obě metody se vzájemně doplňují, ale protože naše důkazy jsou založeny na srovnání experimentálních diagramů antén bez poruch a s pruhy, v tomto případě použijeme experimentální metodu.

A. Teoretická metoda. Tato metoda se skládá z:

Nalezení teoretického vyzařovacího diagramu (RP) testované antény,

Měření bočních laloků tohoto vzoru.

Vzor lze převzít z technické dokumentace antény nebo jej lze vypočítat například pomocí programu Ma1!ab nebo pomocí jakéhokoli jiného vhodného programu využívajícího známé vztahy pro pole.

Jako testovaná anténa byla použita zrcadlová parabolická anténa P2P-23-YHA. Teoretická hodnota DP byla získána pomocí vzorce pro kruhovou aperturu s rovnoměrným buzením:

]ka2E0e іkg Jl (ka 8Іпв)

Měření a výpočty byly prováděny v E-rovině. Na Obr. Obrázek 3 ukazuje normalizovaný diagram záření v polárním souřadnicovém systému.

B. Experimentální metoda. V experimentální metodě musí být použity dvě antény:

Testovaná přijímací anténa,

Vysílací anténa.

Vzor testované antény je určen jejím otočením a upevněním úrovně pole s požadovanou přesností. Pro zlepšení přesnosti je vhodnější provádět odečítání v decibelech.

B. Nastavení úrovně bočních laloků. Podle definice jsou první postranní okvětní lístky ty nejblíže hlavnímu okvětnímu lístku. Pro fixaci jejich polohy je nutné změřit úhel ve stupních nebo radiánech mezi směrem hlavního záření a směrem maximálního záření prvního levého nebo pravého laloku. Směr levého a pravého bočního laloku by měl být stejný kvůli symetrii vzoru, ale v experimentálním vzoru tomu tak nemusí být. Dále musíte také určit šířku bočních laloků. Může být definován jako rozdíl mezi nulami vzoru vlevo a vpravo od postranního laloku. Zde je také třeba očekávat symetrii, ale pouze teoreticky. Na Obr. Obrázek 5 ukazuje experimentální data pro stanovení parametrů postranních laloků.

Na základě série měření byla určena poloha pásků pro anténu P2P-23-YXA, které jsou určeny vzdáleností (1,20-1,36)^ od osy symetrie antény k pásku.

Po určení parametrů bočního laloku se určí poloha pruhů. Odpovídající výpočty se provádějí pro teoretické i experimentální vzory pomocí stejné metody, popsané níže a znázorněné na Obr. 6.

Konstanta d - vzdálenost od osy symetrie parabolické antény k pásu umístěnému na povrchu otvoru parabolického zrcadla je určena následujícím vztahem:

„d<Ф = ъ,

kde d je experimentálně naměřená vzdálenost od bodu symetrie na povrchu zrcadla k proužku (obr. 5); 0 - experimentálně zjištěný úhel mezi směrem hlavního záření a směrem maxima postranního laloku.

Rozsah hodnot C se zjistí vztahem: c! = O/dv

pro hodnoty 0 odpovídající začátku a konci postranního laloku (odpovídající nulám vzoru).

Po určení rozsahu C se tento rozsah rozdělí na řadu hodnot, ze kterých se experimentálně vybere optimální hodnota

Rýže. 4. Experimentální nastavení

Rýže. 5. Experimentální stanovení parametrů bočního laloku Obr. 6. Způsob polohování pásu

Výsledek

Bylo testováno několik poloh proužků. Při oddálení proužků od hlavního laloku, ale v nalezeném rozsahu C, se výsledky zlepšily. Na Obr. Obrázek 7 ukazuje dva vzory bez pruhů a s pruhy, což ukazuje jasné snížení úrovně postranních laloků.

V tabulce Tabulka 1 ukazuje srovnávací parametry vzoru z hlediska úrovně postranních laloků, směrovosti a šířky hlavního laloku.

Závěr

Snížení úrovně bočních laloků při použití pásků - o 23 dB (úroveň bočních laloků antény bez pásků -

12,43 dB). Šířka hlavního okvětního lístku zůstává téměř nezměněna. Diskutovaná metoda je velmi flexibilní, protože ji lze použít na jakoukoli anténu.

Určitým úskalím je však vliv vícecestných zkreslení spojený s vlivem země a okolních objektů na obrazec, který vede ke změně úrovně postranních laloků až o 22 dB.

Diskutovaná metoda je jednoduchá, levná a může být dokončena v krátkém čase. V následujícím textu se pokusíme přidat další pruhy v různých polohách a prozkoumáme absorpční pruhy. Dále se bude pracovat na teoretickém rozboru problému pomocí metody teorie geometrické difrakce.

Vyzařovací diagram vzdáleného pole antény P2F- 23-NXA lineární magnituda - polární graf

Rýže. 7. DN anténa P2F-23-NXA bez pruhů a s pruhy

Parametry srovnání antén

Úroveň bočního laloku

Teoretický obrazec (program Ma11a) obrazec dle technické dokumentace 18 dB 15 dB

Naměřený obrazec bez pruhů 12,43 dB

Měřený vzor s pruhy S vícecestným Bez vícecestného

Šířka hlavního laloku ve stupních D D, dB

Teoretická DN (program Ma^ab) 16 161,45 22.07

DN za technickou dokumentaci 16 161,45 22.07

Měřený vzor bez pruhů 14 210,475 23,23

Měřený vzor s pruhy 14 210,475 23,23

Literatura

1. Balanis. C Antenna Theory. 3. vyd. Wiley 2005.

2. Standardní zkušební postupy IEEE pro antény IEEE Std. 149 - 1965.

3. http://www.thefreedictionary.com/lobe

4. Searle AD., Humphrey AT. Design antény s nízkým bočním lalokem. Antény a propagace, Desátá mezinárodní konference na (Konf. Publ. č. 436) Ročník 1, 14.-17. dubna 1997 Strana(y):17 - 20 sv.1. Získáno 26. ledna 2008 z databází IEEE.

5. Schrank H. Antény s nízkým bočním reflektorem. Antennas and Propagation Society Newsletter, IEEE Volume 27, Issue 2, April 1985 Strana(y):5 - 16. Získáno 26. ledna 2008 z databází IEEE.

6. Satoh T. shizuo Endo, Matsunaka N., Betsudan Si, Katagi T, Ebisui T. Snížení úrovně bočního laloku zlepšením tvaru vzpěry. Antény a šíření, IEEE Transactions on Volume 32, Issue 7, July 1984 Page(s):698 - 705. Získáno 26. ledna 2008 z databází IEEE.

7. D. C. Jenn a W. V. T. Rusch. "Design reflektoru s nízkým postranním lalokem využívající odporové povrchy," v IEEE Antennas Propagat., Soc./URSI Int. Symp. Dig., sv. Já můžu

1990, str. 152. Získáno 26. ledna 2008 z databází IEEE.

8. D. C Jenn a W. V. T. Rusch. "Syntéza a design reflektoru s nízkým postranním lalokem s použitím odporových povrchů," IEEE Trans. Antennas Propagat., sv. 39, str. 1372, září.

1991. Získáno 26. ledna 2008 z databází IEEE.

9. Monk A.D. a Cjamlcoals P.J.B. Adaptivní nulová formace s rekonfigurovatelnou reflektorovou anténou, IEEE Proc. H, 1995, 142, (3), str. 220-224. Získáno 26. ledna 2008 z databází IEEE.

10. Lam P., Shung-Wu Lee, Lang K, Chang D. Sidelobe redukce parabolického reflektoru s pomocnými reflektory. Antény a šíření, IEEE transakce zapnuty. Svazek 35, číslo 12, prosinec 1987 Strana(y):1367-1374. Získáno 26. ledna 2008 z databází IEEE.

K potlačení požadavku z postranních laloků se využívá rozdílu energetických hladin vyzařování hlavního a postranního laloku.

1.2.1. Potlačení požadavku z bočních laloků směrového obrazce řídicích věží se provádí pomocí tzv. třípulzního systému (viz obr. 2*).

Rýže. 2 Potlačení požadavku z postranních laloků DRL pomocí třípulzního systému

Ke dvěma požadavkovým kódovým impulsům P1 a РЗ vysílaným směrovou radarovou anténou je přidán třetí impuls P2 (supresivní impuls), vysílaný samostatnou všesměrovou anténou (supresivní anténou). Impuls časového potlačení se zpozdí o 2 μs od prvního impulsu kódu požadavku. Energetická úroveň vyzařování odrušovací antény se volí tak, že na přijímacích místech je úroveň potlačovacího signálu zjevně větší než úroveň signálů vysílaných postranními laloky a menší než úroveň signálů vysílaných hlavním lalokem. .

Transpondér porovnává amplitudy kódových impulsů P1, РЗ a potlačovacího impulsu P2. Když je přijat dotazovací kód ve směru postranních laloků, když je úroveň potlačovacího signálu rovna nebo vyšší než úroveň signálu dotazovacího kódu, nedojde k žádné odpovědi. Odezva nastane pouze tehdy, když je úroveň P1, RZ vyšší než úroveň P2 o 9 dB nebo více.

1.2.2. Potlačení požadavku z postranních laloků obrazce přistávacího radaru se provádí v bloku BPS, který implementuje metodu potlačení s plovoucím prahem (viz obr. 3).

Obr.3 Příjem paketu signálů odpovědí
při použití systému potlačení s plovoucím prahem

Tato metoda spočívá v tom, že v BPS se pomocí inerciálního sledovacího systému ukládá úroveň signálů přijímaných z hlavního laloku vyzařovacího diagramu ve formě napětí. Část tohoto napětí, odpovídající dané úrovni překračující úroveň signálů postranních laloků, je nastavena jako prahová hodnota na výstupu zesilovače a při dalším ozáření je provedena odezva, až když požadavkové signály překročí hodnotu této prahové hodnoty. . Toto napětí je upraveno v následujících ozařováních.

1.3. Struktura signálu odezvy

Signál odpovědi, obsahující libovolné slovo informace, se skládá ze souřadnicového kódu, klíčového kódu a informačního kódu (viz obr. 4a*).

Obr.4 Struktura kódu odezvy

Kód souřadnic je dvoupulzní, jeho struktura je pro každé slovo informace jiná (viz obr. 4b,c*).

Kód klíče je třípulzní, jeho struktura je pro každé slovo informace jiná (viz obr. 4b,c*).

Informační kód obsahuje 40 impulsů, které tvoří 20 bitů binárního kódu. Každý výboj (viz obr. 4a, d) obsahuje dva pulsy vzdálené od sebe 160 μs. Interval mezi pulzy jednoho výboje je vyplněn pulzy dalších výbojů. Každý bit nese binární informaci: znak „1“ nebo znak „0“. V transpondéru SO-69 je k přenosu dvou symbolů použita metoda aktivní pauzy, symbol „0“ je vysílán s pulzem zpožděným o 4 μs vzhledem k časovému okamžiku, ve kterém by byl pulz označující symbol „1“ přenášeno. Dvě možné pozice pulzu pro každou číslici („1“ nebo „0“) jsou označeny křížky. Předpokládá se, že časový interval mezi dvěma po sobě následujícími symboly „1“ (nebo „0“) je 8 µs. Interval mezi po sobě jdoucími symboly „1“ a „0“ bude tedy 12 µs, a pokud za symbolem „0“ následuje symbol „1“, pak bude interval mezi pulzy 4 µs.

První bit vysílá jeden impuls, který představuje jedničku, pokud je zpožděn o 4 µs, a nulu, pokud je zpožděn o 8 µs. Druhý bit také vysílá jeden impuls, což je 2, pokud je zpožděn o 4 µs vzhledem k předchozímu bitu, nula, pokud je zpožděn o 8 µs. Třetí číslice přenáší 4 a 0, také v závislosti na jejich poloze, 4. číslice přenáší 8 a 0.

Takže např. číslo 6 se přenáší jako číslo 0110 v binárním zápisu, tedy jako součet 0+2+4+0 (viz obr. 1)

Informace přenášená za 160 μs je za dalších 160 μs přenesena podruhé, což výrazně zvyšuje odolnost přenosu informací proti šumu.

Šířka vzoru (hlavního laloku) určuje stupeň koncentrace emitované elektromagnetické energie.

Šířka vzoru je úhel mezi dvěma směry a uvnitř hlavního laloku, ve kterém je amplituda intenzity elektromagnetického pole úroveň 0,707 od maximální hodnoty (nebo úroveň 0,5 od maximální hodnoty hustoty výkonu).

Šířka vzoru je označena následovně: 20 0,5 je šířka vzoru ve smyslu síly na úrovni 0,5; 2θ 0,707 - šířka vzoru dle intenzity na úrovni 0,707.

Index E nebo H uvedený výše znamená šířku vzoru v odpovídající rovině: , . Úroveň 0,5 výkonu odpovídá úrovni 0,707 intenzity pole nebo úrovni 3 dB na logaritmické stupnici:

Šířka paprsku stejné antény, reprezentovaná intenzitou pole, výkonem nebo logaritmickou stupnicí a měřená na odpovídajících úrovních, bude stejná:

Experimentálně lze šířku vzoru snadno zjistit z grafu vzoru zobrazeného v té či oné soustavě souřadnic, například jak je znázorněno na obrázku.

Úroveň bočních laloků vzoru určuje míru rušivého vyzařování elektromagnetického pole anténou. Ovlivňuje utajení provozu radiotechnického zařízení a kvalitu elektromagnetické kompatibility s blízkými radioelektronickými systémy.

Relativní úroveň postranního laloku je poměr amplitudy intenzity pole ve směru maxima bočního laloku k amplitudě intenzity pole ve směru maxima hlavního laloku:

V praxi se tato hladina vyjadřuje v absolutních jednotkách, případně v decibelech. Největší zájem je o úroveň prvního bočního laloku. Někdy operují s průměrnou úrovní postranních laloků.

4. Směrový koeficient a zisk vysílací antény.

Směrový koeficient kvantitativně charakterizuje směrové vlastnosti skutečných antén ve srovnání s referenční anténou, která je zcela všesměrovým (izotropním) zářičem s kulovým vzorem:

Faktor účinnosti je číslo, které ukazuje, kolikrát je hustota toku výkonu P(θ,φ) skutečné (směrové) antény větší než hustota toku výkonu.

PE (θ,φ) referenční (všesměrové) antény pro stejný směr a stejnou vzdálenost za předpokladu, že vyzařovací výkony antén jsou stejné:

Vezmeme-li v úvahu (1), můžeme získat:

kde D 0 je směrovost ve směru maximálního záření.

V praxi, když mluvíme o účinnosti antény, máme na mysli hodnotu, která je zcela určena vyzařovacím diagramem antény:

V technických výpočtech se používá přibližný empirický vzorec, který uvádí faktor směrovosti do vztahu k šířce anténního vzoru v hlavních rovinách:

Protože je v praxi obtížné určit vyzařovací výkon antény (a tím spíše splnit podmínku rovnosti vyzařovacích výkonů referenční a reálné antény), zavádí se pojem anténního zisku, který zohledňuje ne nejen zaostřovací vlastnosti antény, ale také její schopnost přeměnit jeden typ energie na jiný.

To je vyjádřeno tím, že v definici podobné faktoru účinnosti se podmínka mění a je zřejmé, že účinnost referenční antény je rovna jednotce:

kde PA je výkon dodávaný do antény.

Potom se směrový koeficient vyjádří jako směrový koeficient takto:

kde η A je účinnost antény.

V praxi se používá G 0 - zisk antény ve směru maximálního vyzařování.

5. Fázový vyzařovací diagram. Koncepce fázového středu antény.

Fázový vyzařovací diagram je závislost fáze elektromagnetického pole vyzařovaného anténou na úhlových souřadnicích. Vzhledem k tomu, že ve vzdálené zóně antény jsou vektory pole E a H ve fázi, fázový vzor je stejně vztažen k elektrickým a magnetickým složkám EMF vyzařovaného anténou. FDN se označuje takto:

Ψ = Ψ (θ,φ) pro r = konst.

Jestliže Ψ (θ,φ) při r = konst, pak to znamená, že anténa tvoří fázové čelo vlny ve tvaru koule. Střed této koule, kde se nachází počátek souřadnicového systému, se nazývá fázový střed antény (PCA). Ne všechny antény mají fázový střed.

U antén, které mají fázový střed a vícelalokový amplitudový vzor s čistými nulami mezi nimi, se fáze pole v sousedních lalocích liší o (180 0). Vztah mezi amplitudovým a fázovým vyzařovacím diagramem stejné antény je znázorněn na následujícím obrázku.

Vzhledem k tomu, že směr šíření elektromagnetického vlnění a poloha jeho fázové čela jsou v každém bodě prostoru vzájemně kolmé, lze měřením polohy fázové čela vlny nepřímo určit směr ke zdroji záření (směr zjištění fázovými metodami).

• Úroveň bočního laloku (SLL) vyzařovacího diagramu antény je relativní (normalizovaná na maximální vyzařovací diagram) úroveň vyzařování antény ve směru postranních laloků. UBL se zpravidla vyjadřuje v decibelech, méně často je UBL definováno „výkonem“ nebo „polem“.

  Vzor skutečné (konečné velikosti) antény je oscilační funkce, ve které je identifikováno globální maximum, které je středem hlavního laloku vzoru, stejně jako další lokální maxima vzoru a odpovídající tzv. boční laloky vzoru. Termín laterální je třeba chápat jako do stran, nikoli doslovně (okvětní lístek směřuje „do strany“). Okvětní lístky DN jsou očíslovány v pořadí, počínaje hlavním, kterému je přiřazeno číslo nula. Difrakční (interferenční) lalok vzoru, který se objevuje v řídkém anténním poli, není považován za laterální. Minima obrazce oddělující laloky obrazce se nazývají nuly (úroveň záření ve směrech nul obrazce může být libovolně malá, ale ve skutečnosti je záření přítomno vždy). Oblast laterálního záření je rozdělena na podoblasti: oblast blízkých bočních laloků (přilehlých k hlavnímu laloku vzoru), střední oblast a oblast zadních bočních laloků (celá zadní polokoule).

  UBL rozumíme relativní úroveň největšího postranního laloku vzoru. Největším postranním lalokem je zpravidla první (sousedící s hlavním) postranním lalokem U antén s vysokou směrovostí se používá i průměrná úroveň bočního vyzařování (v sektoru postranního vyzařování se zprůměruje obrazec normalizovaný na jeho maximum). úhly) a úroveň vzdálených bočních laloků (relativní úroveň největšího okvětního lístku v oblasti zadních bočních okvětních lístků).

  U podélných vyzařovacích antén se pro posouzení úrovně vyzařování ve směru „dozadu“ (ve směru opačném ke směru hlavního laloku vyzařovacího diagramu) používá parametr relativní zadní radiační úrovně (z anglického front/back, F/B - forward/back ratio) a při odhadu UBL toto záření nezohledňuje. Pro posouzení úrovně radiace ve směru „do strany“ (ve směru kolmém k hlavnímu laloku obrazce) je také použit relativní parametr bočního záření (z anglického front/side, F/S - forward/side ratio) se používá.

  UBL, stejně jako šířka hlavního laloku vyzařovacího diagramu, jsou parametry, které určují rozlišení a odolnost proti šumu radiotechnických systémů. Proto je v technických specifikacích pro vývoj antén přikládán těmto parametrům velký význam. Šířka paprsku a UBL jsou řízeny jak při uvedení antény do provozu, tak i za provozu.

Související pojmy

Fotonický krystal je pevná struktura s periodicky se měnící dielektrickou konstantou nebo nehomogenitou, jejíž perioda je srovnatelná s vlnovou délkou světla.

Vláknová Braggova mřížka (FBG) je distribuovaný Braggův reflektor (typ difrakční mřížky) vytvořený ve světlonosném jádru optického vlákna. FBG mají úzké spektrum odrazu a používají se ve vláknových laserech, optických senzorech, ke stabilizaci a změně vlnové délky laserů a laserových diod atd.

Nechť je rozložení proudu po délce antény konstantní:

Skutečné antény (například štěrbinové vlnovody) nebo tištěná anténní pole mají často přesně toto rozložení proudu. Vypočítejme vyzařovací diagram takové antény:

Nyní vytvoříme normalizovaný vzorec:

(4.1.)

Rýže. 4.3 Vyzařovací diagram lineární antény s rovnoměrným rozložením proudu

V tomto vyzařovacím diagramu lze rozlišit následující oblasti:

1) Hlavní lalok je úsek vyzařovacího diagramu, kde je pole maximální.

2) Boční okvětní lístky.

Následující obrázek ukazuje vyzařovací diagram v polárním souřadnicovém systému, ve kterém
má více vizuální vzhled (obr. 4.4).

Rýže. 4.4 Vyzařovací diagram lineární antény s rovnoměrným rozložením proudu v polárním souřadnicovém systému

Za kvantitativní posouzení směrovosti antény se obvykle považuje šířka hlavního laloku antény, která je určena buď úrovní -3 dB od maxima, nebo nulovými body. Na základě úrovně nul určíme šířku hlavního laloku. Zde můžeme přibližně předpokládat, že pro vysoce směrové antény:
. Podmínku, aby se systémový multiplikátor rovnal nule, lze zapsat přibližně takto:

Vezmeme-li v úvahu, že
, poslední podmínku lze přepsat takto:

Pro velké hodnoty elektrické délky antény (pro malé hodnoty poloviční šířky hlavního laloku antény), s přihlédnutím ke skutečnosti, že sinus malého argumentu je přibližně roven hodnotě argumentu lze poslední vztah přepsat jako:

Odkud nakonec dostaneme vztah spojující šířku hlavního laloku a velikost antény ve zlomcích vlnové délky:

Z posledního vztahu vyplývá důležitý závěr: u soufázové lineární antény na pevné vlnové délce vede zvětšení délky antény ke zúžení vyzařovacího diagramu.

Pojďme odhadnout úroveň postranních laloků v této anténě. Ze vztahu (4.1) můžeme získat podmínku pro úhlovou polohu prvního (maximálního) bočního laloku:

(-13 dB)

Ukazuje se, že v tomto případě úroveň postranních laloků nezávisí na délce a frekvenci antény, ale je určena pouze typem amplitudového rozložení proudu. Chcete-li snížit UBL, měli byste opustit přijímaný typ distribuce amplitudy (rovnoměrné rozložení) a přejít k rozložení, které se snižuje směrem k okrajům antény.

5. Lineární anténní pole

5.1. Odvození výrazu pro den lar

Výraz 4.2. umožňuje snadný přechod z pole lineárního průběžného anténního systému do pole diskrétního anténního pole. K tomu stačí specifikovat rozložení proudu pod integrálním znaménkem ve formě mřížkové funkce (souboru delta funkcí) s váhami odpovídajícími amplitudám buzení prvků a odpovídajícím souřadnicím. V tomto případě je výsledkem vyzařovací diagram anténního pole jako diskrétní Fourierova transformace. Studentům magisterského studia je ponecháno, aby tento přístup realizovali samostatně jako cvičení.

6. Syntéza afr v daný den.

6.1. Historický přehled, rysy problémů syntézy antén.

Pro zajištění správného provozu rádiových systémů jsou často kladeny zvláštní požadavky na anténní zařízení, která jsou jejich součástí. Proto je navrhování antén se specifikovanými charakteristikami jedním z nejdůležitějších úkolů.

Požadavky jsou v zásadě kladeny na vyzařovací diagram (DP) anténního zařízení a jsou velmi různorodé: specifický tvar hlavního laloku obrazce (například ve formě sektoru a kosekantu), určitá úroveň postranních laloků, může být vyžadován pokles v daném směru nebo v daném rozsahu úhlů. Část teorie antén věnovaná řešení těchto problémů se nazývá teorie syntézy antén.

Ve většině případů nebylo nalezeno přesné řešení problému syntézy a lze hovořit o přibližných metodách. Takové problémy byly studovány poměrně dlouho a bylo nalezeno mnoho metod a technik. Metody řešení problémů syntézy antény také podléhají určitým požadavkům: rychlost; udržitelnost, tzn. nízká citlivost na drobné změny parametrů (frekvence, velikosti antény atd.); praktická proveditelnost. Jsou uvažovány nejjednodušší metody: parciální diagramy a Fourierův integrál. První metoda je založena na analogii Fourierovy transformace a souvislosti mezi amplitudově-fázovým rozdělením a vzorem, druhá je založena na rozšíření vzorové řady do bázových funkcí (dílčích vzorů). Často jsou řešení získaná těmito metodami obtížně aplikovatelná v praxi (antény mají špatné přístrojové charakteristiky, amplitudově-fázové rozdělení (APD) je obtížné realizovat, řešení je nestabilní). Zvažují se metody, které umožňují zohlednit omezení PRA a vyhnout se tzv. „přesměrový efekt“.

Samostatně stojí za to upozornit na problémy smíšené syntézy, z nichž nejdůležitější je problém fázové syntézy, tj. nalezení fázové distribuce pro danou amplitudu, vedoucí k požadovanému vzoru. Závažnost problémů s fázovou syntézou lze vysvětlit rozšířeným používáním fázových antén (PAA). Metody řešení takových problémů jsou popsány v a.