کاهش سطح لوب های جانبی آنتن های آینه ای با قرار دادن نوارهای فلزی در دیافراگم

آکیکی د، بیینه و.، نصار ا.، هارموش ع،

دانشگاه نوتردام، طرابلس، لبنان

معرفی

در دنیای افزایش تحرک، نیاز روزافزونی برای افراد برای اتصال و دسترسی به اطلاعات وجود دارد، صرف نظر از اینکه اطلاعات در کجا قرار دارد یا فرد. با توجه به این ملاحظات، نمی توان انکار کرد که مخابرات، یعنی انتقال سیگنال در فواصل، یک نیاز فوری است. تقاضا برای سیستم‌های ارتباطی بی‌سیم بسیار عالی و فراگیر به این معنی است که سیستم‌های کارآمدتر باید توسعه یابند. هنگام بهبود یک سیستم، گام اولیه اصلی بهبود آنتن ها است که عنصر اصلی سیستم های فعلی و آینده هستند. ارتباطات بی سیم. در این مرحله با بهبود کیفیت پارامترهای آنتن متوجه کاهش سطح لبه های جانبی الگوی تابشی آن خواهیم شد. کاهش سطح لوب های جانبی، طبیعتاً نباید بر لوب اصلی نمودار تأثیر بگذارد. کاهش سطح لوب جانبیمطلوب است زیرا برای آنتن هایی که به عنوان دریافت استفاده می شوند، لوب های جانبی سیستم را در برابر سیگنال های سرگردان آسیب پذیرتر می کنند. در آنتن‌های ارسال، لوب‌های جانبی امنیت اطلاعات را کاهش می‌دهند، زیرا سیگنال ممکن است توسط یک گیرنده ناخواسته دریافت شود. مشکل اصلی این است که هر چه سطح لوب کناری بالاتر باشد، احتمال تداخل در جهت لوب کناری با بالاترین سطح بیشتر است. علاوه بر این، افزایش سطح لوب های جانبی به این معنی است که قدرت سیگنال به طور غیر ضروری تلف می شود. تحقیقات زیادی انجام شده است (به عنوان مثال نگاه کنید)، اما هدف این مقاله بررسی روش "موقعیت بندی نوار" است که ثابت شده است ساده، موثر و کم هزینه است. هر آنتن سهموی

می توان با استفاده از این روش (شکل 1) برای کاهش تداخل بین آنتن ها توسعه یا حتی اصلاح کرد.

با این حال، نوارهای رسانا باید بسیار دقیق قرار گیرند تا کاهش لوب کناری حاصل شود. در این مقاله، روش «موقعیت‌یابی نوار» از طریق آزمایش آزمایش می‌شود.

شرح وظیفه

مشکل به صورت زیر فرموله شده است. برای یک آنتن سهموی خاص (شکل 1)، لازم است سطح اولین لوب جانبی کاهش یابد. الگوی تابش آنتن چیزی نیست جز تبدیل فوریه تابع تحریک دیافراگم آنتن.

در شکل شکل 2 دو نمودار از یک آنتن سهموی را نشان می دهد - بدون نوار (خط یکپارچه) و با راه راه (خط نشان داده شده با *) که نشان دهنده این واقعیت است که هنگام استفاده از نوارها، سطح اولین لوب جانبی کاهش می یابد، با این حال، سطح لوب اصلی نیز کاهش می یابد و سطح گلبرگ های باقی مانده را نیز تغییر می دهد. این نشان می دهد که موقعیت راه راه ها بسیار مهم است. لازم است نوارها را به گونه ای قرار دهید که عرض لوب اصلی در نصف توان یا بهره آنتن تغییر محسوسی نداشته باشد. سطح لوب عقب نیز نباید تغییر محسوسی داشته باشد. افزایش سطح گلبرگ های باقی مانده چندان قابل توجه نیست، زیرا سطح این گلبرگ ها معمولاً بسیار آسان تر از سطح لوب های جانبی اول کاهش می یابد. با این حال، این افزایش باید متوسط ​​باشد. همچنین به یاد داشته باشیم که شکل 2 گویا است.

به دلایل فوق، هنگام استفاده از روش "موقعیت نوار" باید موارد زیر را در نظر داشت: نوارها باید فلزی باشند تا میدان الکتریکی را به طور کامل منعکس کنند. در این مورد، موقعیت نوارها را می توان به وضوح تعیین کرد. در حال حاضر، اندازه گیری سطح لوب جانبی

برنج. 2. الگوی تشعشع آنتن بدون راه راه (جامد)

و با راه راه (

برنج. 3. الگوی تابش نرمال شده نظری در دسی بل

دو روش استفاده می شود - نظری و تجربی. هر دو روش مکمل یکدیگر هستند، اما از آنجایی که شواهد ما مبتنی بر مقایسه نمودارهای آزمایشی آنتن ها بدون خرابی و با نوار است، در این مورد از روش تجربی استفاده خواهیم کرد.

الف- روش نظری. این روش شامل:

یافتن الگوی تابش نظری (RP) آنتن مورد آزمایش،

اندازه گیری لوب های جانبی این الگو.

این الگو را می توان از مستندات فنی آنتن گرفته و یا مثلاً با استفاده از برنامه Ma1!ab یا با استفاده از هر برنامه مناسب دیگری با استفاده از روابط شناخته شده برای فیلد محاسبه کرد.

آنتن سهموی آینه ای P2P-23-YHA به عنوان آنتن مورد آزمایش استفاده شد. مقدار نظری DP با استفاده از فرمول یک دیافراگم دایره ای با تحریک یکنواخت به دست آمد:

]ka2E0e іkg Jl (ka 8Іпв)

اندازه گیری ها و محاسبات در E-plane انجام شد. در شکل شکل 3 الگوی تابش نرمال شده در سیستم مختصات قطبی را نشان می دهد.

ب- روش تجربی. در روش آزمایشی باید از دو آنتن استفاده شود:

آنتن گیرنده تحت آزمایش،

آنتن فرستنده.

الگوی آنتن مورد آزمایش با چرخاندن آن و تثبیت سطح میدان با دقت لازم مشخص می شود. برای بهبود دقت، خواندن در دسی بل ترجیح داده می شود.

ب- تنظیم سطح لوب های جانبی. طبق تعریف، اولین گلبرگ های کناری، نزدیک ترین گلبرگ ها به گلبرگ اصلی هستند. برای تثبیت موقعیت آنها، لازم است زاویه بین جهت تابش اصلی و جهت حداکثر تابش اولین لوب چپ یا راست اندازه گیری شود. جهت لوب سمت چپ و راست به دلیل تقارن الگو باید یکسان باشد، اما در الگوی تجربی ممکن است اینطور نباشد. بعد، شما همچنین باید عرض لوب های جانبی را تعیین کنید. می توان آن را به عنوان تفاوت بین صفرهای الگوی سمت چپ و راست لوب کناری تعریف کرد. در اینجا نیز باید انتظار تقارن داشت، اما فقط از نظر تئوری. در شکل شکل 5 داده های تجربی در تعیین پارامترهای لوب جانبی را نشان می دهد.

در نتیجه یک سری اندازه گیری، موقعیت نوارها برای آنتن P2P-23-YXA تعیین شد که با فاصله (1.20-1.36)^ از محور تقارن آنتن تا نوار تعیین می شود.

پس از تعیین پارامترهای لوب جانبی، موقعیت نوارها تعیین می شود. محاسبات مربوطه برای هر دو الگوی نظری و آزمایشی با استفاده از روش مشابه انجام می شود که در زیر توضیح داده شده و در شکل نشان داده شده است. 6.

ثابت d - فاصله از محور تقارن آنتن سهموی تا نوار واقع در سطح دیافراگم آینه سهموی با رابطه زیر تعیین می شود:

"د<Ф = ъ,

که در آن d فاصله اندازه گیری شده تجربی از نقطه تقارن روی سطح آینه تا نوار است (شکل 5). 0 - زاویه بین جهت تابش اصلی و جهت حداکثر لوب جانبی به طور تجربی پیدا شده است.

محدوده مقادیر C با رابطه پیدا می شود: c! = O/dv

برای مقادیر 0 مربوط به ابتدا و انتهای لوب جانبی (مرتبط با صفرهای الگو).

پس از تعیین محدوده C، این محدوده به تعدادی مقادیر تقسیم می شود که مقدار بهینه از بین آنها به صورت تجربی انتخاب می شود.

برنج. 4. راه اندازی آزمایشی

برنج. 5. تعیین تجربی پارامترهای لوب جانبی شکل. 6. روش تعیین موقعیت نواری

نتایج

چندین موقعیت از نوارها آزمایش شد. هنگام دور کردن نوارها از لوب اصلی، اما در محدوده C یافت شده، نتایج بهبود یافت. در شکل شکل 7 دو الگوی بدون راه راه و با راه راه را نشان می دهد که کاهش واضح سطح لوب های جانبی را نشان می دهد.

روی میز جدول 1 پارامترهای مقایسه ای الگو را از نظر سطح لوب های جانبی، جهت و عرض لوب اصلی نشان می دهد.

نتیجه

کاهش سطح لوب های جانبی هنگام استفاده از نوارها - 23 دسی بل (سطح لوب های جانبی یک آنتن بدون نوار -

12.43 دسی بل). عرض گلبرگ اصلی تقریباً بدون تغییر باقی می ماند. روش مورد بحث بسیار منعطف است، زیرا می توان آن را برای هر آنتنی اعمال کرد.

با این حال، یک مشکل خاص تأثیر اعوجاج های چند مسیره مرتبط با تأثیر زمین و اجسام اطراف بر روی الگو است که منجر به تغییر سطح لوب های جانبی تا 22 دسی بل می شود.

روش مورد بحث ساده، ارزان است و می تواند در مدت زمان کوتاهی تکمیل شود. در ادامه سعی می کنیم نوارهای اضافی را در موقعیت های مختلف اضافه کنیم و نوارهای جذب را بررسی کنیم. علاوه بر این، کار بر روی تجزیه و تحلیل نظری مسئله با استفاده از روش تئوری پراش هندسی انجام خواهد شد.

الگوی تابش میدان دور آنتن P2F- 23-NXA قدر خطی - نمودار قطبی

برنج. 7. آنتن DN P2F-23-NXA بدون راه راه و با راه راه

پارامترهای مقایسه آنتن

سطح لوب کناری

الگوی نظری (برنامه Ma11a) الگوی مطابق با مستندات فنی 18 دسی بل 15 دسی بل

الگوی اندازه گیری شده بدون راه راه 12.43 دسی بل

الگوی اندازه‌گیری شده با نوارها با چند مسیر بدون چند مسیر

عرض لوب اصلی بر حسب درجه D D, dB

DN نظری (برنامه Ma^ab) 16,161.45 22.07

DN برای اسناد فنی 16,161.45 22.07

الگوی اندازه گیری شده بدون راه راه 14,210.475 23.23

الگوی اندازه گیری شده با راه راه 14,210.475 23.23

ادبیات

1. بالانس. نظریه آنتن C. ویرایش 3 وایلی 2005.

2. روش های تست استاندارد IEEE برای آنتن ها IEEE Std. 149 - 1965.

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

4. Searle AD., Humphrey AT. طراحی آنتن بازتابنده کم لبه جانبی. آنتن ها و انتشار، دهمین کنفرانس بین المللی در (کنف. انتشار شماره 436) جلد 1، 14-17 آوریل 1997 صفحات: 17 - 20 vol.1. در 26 ژانویه 2008 از پایگاه داده IEEE بازیابی شده است.

5. Schrank H. آنتن های بازتابنده کم لبه جانبی. خبرنامه Antennas and Propagation Society, IEEE Volume 27, Issue 2, April 1985 page(s):5 - 16. در 26 ژانویه 2008 از پایگاه های داده IEEE بازیابی شده است.

6. Satoh T. shizuo Endo، Matsunaka N.، Betsudan Si، Katagi T، Ebisui T. کاهش سطح سایدلوب با بهبود شکل ستون. Antennas and Propagation, IEEE Transactions on Volume 32, Issue 7, Jul 1984 Page(s):698 - 705. در 26 ژانویه 2008 از پایگاه های داده IEEE بازیابی شده است.

7. D. C Jenn و W. V. T. Rusch. "طراحی بازتابنده لوب جانبی کم با استفاده از سطوح مقاومتی" در IEEE Antennas Propagat., Soc./URSI Int. علائم حفاری، جلد. من، می

1990، ص. 152. در 26 ژانویه 2008 از پایگاه های داده IEEE بازیابی شده است.

8. D. C Jenn و W. V. T. Rusch. IEEE Trans. انتشار آنتن.، ج. 39، ص. شهریور 1372

1991. در 26 ژانویه 2008 از پایگاه های داده IEEE بازیابی شده است.

9. Monk A.D., and Cjamlcoals P.J.B. تشکیل نول تطبیقی ​​با آنتن بازتابنده قابل تنظیم مجدد، IEEE Proc. H, 1995, 142, (3), pp. 220-224. در 26 ژانویه 2008 از پایگاه داده IEEE بازیابی شده است.

10. Lam P., Shung-Wu Lee, Lang K, Chang D. کاهش لبه جانبی بازتابنده سهموی با بازتابنده های کمکی. آنتن ها و انتشار، تراکنش های IEEE در. دوره 35، شماره 12، دی 1366 صفحات:1367-1374. در 26 ژانویه 2008 از پایگاه داده IEEE بازیابی شده است.

برای سرکوب درخواست از لوب های جانبی، از تفاوت سطح انرژی تابش لوب اصلی و جانبی استفاده می شود.

1.2.1. سرکوب درخواست از لوب های جانبی الگوی جهت برج های کنترل با استفاده از سیستم به اصطلاح سه پالس انجام می شود (شکل 2 * را ببینید).

برنج. 2 سرکوب درخواست از لوب های جانبی DRL با استفاده از سیستم سه پالس

به دو پالس کد درخواستی P1 و РЗ که توسط آنتن رادار جهت دار ساطع می شوند، یک پالس سوم P2 (پالس سرکوب) اضافه می شود که توسط یک آنتن همه جهته جداگانه (آنتن سرکوب) ساطع می شود. پالس سرکوب زمان 2 میکروثانیه از اولین پالس کد درخواست عقب می افتد. سطح انرژی تابش آنتن سرکوب به گونه ای انتخاب می شود که در مکان های دریافت کننده سطح سیگنال سرکوب آشکارا بیشتر از سطح سیگنال های ساطع شده توسط لوب های جانبی و کمتر از سطح سیگنال های ساطع شده توسط لوب اصلی باشد. .

ترانسپوندر دامنه پالس های کد P1، РЗ و پالس سرکوب P2 را مقایسه می کند. هنگامی که یک کد بازجویی در جهت لوب جانبی دریافت می شود، زمانی که سطح سیگنال سرکوب برابر یا بیشتر از سطح سیگنال کد بازجویی باشد، هیچ پاسخی داده نمی شود. پاسخ تنها زمانی ایجاد می شود که سطح P1، RZ بیشتر از سطح P2 به میزان 9 دسی بل یا بیشتر باشد.

1.2.2. سرکوب درخواست از لوب های جانبی الگوی رادار فرود در بلوک BPS انجام می شود که یک روش سرکوب را با یک آستانه شناور اجرا می کند (شکل 3 را ببینید).

شکل 3 دریافت بسته ای از سیگنال های پاسخ
هنگام استفاده از یک سیستم سرکوب با آستانه شناور

این روش شامل این واقعیت است که در BPS، با استفاده از یک سیستم ردیابی اینرسی، سطح سیگنال های دریافتی از لوب اصلی الگوی تابش به شکل ولتاژ ذخیره می شود. بخشی از این ولتاژ، مربوط به سطح معینی است که بیش از سطح سیگنال های لوب جانبی است، به عنوان آستانه در خروجی تقویت کننده تنظیم می شود و در تابش بعدی تنها زمانی پاسخ داده می شود که سیگنال های درخواست از مقدار این آستانه فراتر رود. . این ولتاژ در تابش های بعدی تنظیم می شود.

1.3. ساختار سیگنال پاسخ

سیگنال پاسخ، حاوی هر کلمه ای از اطلاعات، شامل یک کد مختصات، یک کد کلید و یک کد اطلاعاتی است (شکل 4a* را ببینید).

شکل 4 ساختار کد پاسخ

کد مختصات دو پالسی است، ساختار آن برای هر کلمه از اطلاعات متفاوت است (شکل 4b,c* را ببینید).

کد کلید سه پالسی است، ساختار آن برای هر کلمه از اطلاعات متفاوت است (شکل 4b,c* را ببینید).

کد اطلاعات شامل 40 پالس است که 20 بیت کد باینری را تشکیل می دهد. هر تخلیه (به شکل 4a, d مراجعه کنید) حاوی دو پالس است که با فاصله 160 میکرو ثانیه از هم فاصله دارند. فاصله بین پالس های یک تخلیه با پالس های تخلیه های دیگر پر می شود. هر بیت حاوی اطلاعات باینری است: کاراکتر "1" یا کاراکتر "0". در فرستنده SO-69، از روش مکث فعال برای انتقال دو نماد استفاده می شود؛ نماد "0" با یک پالس با تاخیر 4 میکروثانیه نسبت به لحظه ای در زمان ارسال می شود که در آن پالس نشان دهنده نماد "1" است. منتقل شده است. دو موقعیت پالس ممکن برای هر رقم ("1" یا "0") با ضربدر نشان داده شده است. فاصله زمانی بین دو علامت "1" (یا "0") که پشت سر هم قرار می گیرند 8 میکرو ثانیه در نظر گرفته می شود. بنابراین فاصله بین نمادهای متوالی "1" و "0" 12 میکرو ثانیه خواهد بود و اگر علامت "0" با علامت "1" همراه شود، فاصله بین پالس ها 4 میکرو ثانیه خواهد بود.

بیت اول یک پالس منفرد را ارسال می کند که در صورت تأخیر 4 میکروثانیه یک پالس و در صورت تأخیر 8 میکروثانیه نشان دهنده صفر است. بیت دوم نیز یک پالس را ارسال می کند که اگر 4 میکرو ثانیه نسبت به بیت قبلی تاخیر داشته باشد 2 و اگر 8 میکرو ثانیه تاخیر داشته باشد صفر است. رقم سوم 4 و 0 را ارسال می کند، همچنین رقم 4 بسته به موقعیت آنها 8 و 0 را ارسال می کند.

بنابراین، برای مثال، عدد 6 به عنوان عدد 0110 در نماد دودویی، یعنی به صورت مجموع 0+2+4+0 منتقل می‌شود (شکل 1 را ببینید).

اطلاعات ارسال شده در 160 میکرو ثانیه برای بار دوم در 160 میکروثانیه بعدی ارسال می شود که به طور قابل توجهی ایمنی نویز انتقال اطلاعات را افزایش می دهد.

عرض الگو (لوب اصلی) درجه غلظت انرژی الکترومغناطیسی ساطع شده را تعیین می کند.

عرض الگوی زاویه بین دو جهت و در داخل لوب اصلی است که در آن دامنه قدرت میدان الکترومغناطیسی یک سطح 0.707 از حداکثر مقدار (یا سطح 0.5 از مقدار حداکثر چگالی توان) است.

عرض الگو به شرح زیر تعیین می شود: 2θ 0.5 عرض الگو از نظر قدرت در سطح 0.5 است. 2θ 0.707 - عرض الگو با توجه به شدت در سطح 0.707.

شاخص E یا H نشان داده شده در بالا به معنای عرض الگو در صفحه مربوطه است: , . سطح 0.5 در توان مربوط به سطح 0.707 در قدرت میدان یا سطح 3 دسی بل در مقیاس لگاریتمی است:

عرض پرتو همان آنتن، که با قدرت میدان، قدرت یا مقیاس لگاریتمی نشان داده می شود و در سطوح مربوطه اندازه گیری می شود، یکسان خواهد بود:

به طور تجربی، عرض الگو را می توان به راحتی از نمودار الگوی نشان داده شده در یک یا سیستم مختصات دیگر، به عنوان مثال، همانطور که در شکل نشان داده شده است، پیدا کرد.

سطح لبه های جانبی الگو میزان تابش کاذب میدان الکترومغناطیسی توسط آنتن را تعیین می کند. این امر بر محرمانه بودن عملکرد یک دستگاه رادیو فنی و کیفیت سازگاری الکترومغناطیسی با سیستم های رادیویی الکترونیکی مجاور تأثیر می گذارد.

سطح نسبی لوب جانبی نسبت دامنه قدرت میدان در جهت حداکثر لوب جانبی به دامنه قدرت میدان در جهت حداکثر لوب اصلی است:

در عمل، این سطح در واحدهای مطلق یا بر حسب دسی بل بیان می شود. سطح لوب پهلوی اول بیشترین توجه را دارد. گاهی اوقات آنها با سطح متوسط ​​لوب های جانبی عمل می کنند.

4. ضریب جهت و بهره آنتن فرستنده.

ضریب جهت به طور کمی ویژگی های جهت آنتن های واقعی را در مقایسه با یک آنتن مرجع که یک فرستنده کاملاً همه جهته (ایزوتروپیک) با الگوی کروی است مشخص می کند:

ضریب راندمان عددی است که نشان می دهد چند برابر چگالی شار توان P(θ,φ) آنتن واقعی (جهت دار) از چگالی شار توان بیشتر است.

PE (θ,φ) آنتن مرجع (همه جهتی) برای یک جهت و در همان فاصله، مشروط بر اینکه قدرت تابش آنتن ها یکسان باشد:

با در نظر گرفتن (1) می توانیم به دست آوریم:

که در آن D 0 جهت گیری در جهت حداکثر تابش است.

در عمل، وقتی در مورد بازده آنتن صحبت می کنیم، منظور ما مقداری است که کاملاً توسط الگوی تابش آنتن تعیین می شود:

در محاسبات مهندسی، از یک فرمول تجربی تقریبی استفاده می شود که ضریب جهت را به عرض الگوی آنتن در صفحات اصلی مرتبط می کند:

از آنجایی که در عمل تعیین توان تابشی آنتن دشوار است (و حتی بیشتر از آن برای تحقق شرط برابری قدرت تابش آنتن های مرجع و واقعی)، مفهوم بهره آنتن معرفی شده است که در نظر نمی گیرد فقط خواص فوکوس آنتن، بلکه توانایی آن در تبدیل یک نوع انرژی به نوع دیگر.

این به این صورت بیان می شود که در تعریفی مشابه با ضریب کارایی، شرایط تغییر می کند و بدیهی است که راندمان آنتن مرجع برابر با وحدت است:

که در آن P A توان تامین شده به آنتن است.

سپس ضریب جهت بر حسب ضریب جهت به صورت زیر بیان می شود:

که در آن η A راندمان آنتن است.

در عمل از G 0 استفاده می شود - افزایش آنتن در جهت حداکثر تابش.

5. الگوی تابش فاز. مفهوم مرکز فاز آنتن.

الگوی تابش فاز، وابستگی فاز میدان الکترومغناطیسی ساطع شده توسط آنتن به مختصات زاویه ای است. از آنجایی که در ناحیه دور آنتن بردارهای میدان E و H در فاز هستند، الگوی فاز به همان اندازه با اجزای الکتریکی و مغناطیسی EMF منتشر شده توسط آنتن مرتبط است. FDN به صورت زیر تعیین می شود:

Ψ = Ψ (θ,φ) برای r = ثابت.

اگر Ψ (θ,φ) در r = const، به این معنی است که آنتن جبهه فاز موج را به شکل یک کره تشکیل می دهد. مرکز این کره که مبدا سیستم مختصات در آن قرار دارد، مرکز فاز آنتن (PCA) نامیده می شود. همه آنتن ها مرکز فاز ندارند.

برای آنتن هایی که دارای یک مرکز فاز و یک الگوی دامنه چند لوبی با صفرهای واضح بین آنها هستند، فاز میدان در لوب های مجاور با (180 0) متفاوت است. رابطه بین الگوهای تابش دامنه و فاز یک آنتن در شکل زیر نشان داده شده است.

از آنجایی که جهت انتشار امواج الکترومغناطیسی و موقعیت جبهه فاز آن در هر نقطه از فضا بر یکدیگر عمود هستند، با اندازه گیری موقعیت جبهه فاز موج، می توان به طور غیرمستقیم جهت منبع تابش (جهت) را تعیین کرد. یافتن با روش های فازی).

• سطح لوب جانبی (SLL) الگوی تابش آنتن، سطح نسبی (نرمال شده به حداکثر الگوی تابش) تابش آنتن در جهت لوب های جانبی است. به عنوان یک قاعده، UBL در دسی بل بیان می شود؛ کمتر اوقات، UBL "با قدرت" یا "با میدان" تعریف می شود.

  الگوی یک آنتن واقعی (اندازه محدود) یک تابع نوسانی است که در آن یک حداکثر جهانی که مرکز لوب اصلی الگو است و همچنین سایر حداکثرهای محلی الگو و به اصطلاح سمت مربوطه مشخص می شود. لوب های الگو اصطلاح جانبی باید به صورت جانبی درک شود، و نه به معنای واقعی کلمه (گلبرگ به سمت "کنار"). گلبرگ های DN به ترتیب شماره گذاری می شوند و از گلبرگ اصلی شروع می شوند که عدد صفر به آن اختصاص داده شده است. لوب پراش (تداخل) الگویی که در یک آرایه آنتن پراکنده ظاهر می شود، جانبی در نظر گرفته نمی شود. مینیمم های الگوی جداکننده لوب های الگو را صفر می نامند (سطح تابش در جهت صفرهای الگو می تواند به طور دلخواه کوچک باشد، اما در واقعیت تابش همیشه وجود دارد). ناحیه تابش جانبی به زیرمنطقه‌ها تقسیم می‌شود: ناحیه لوب‌های جانبی نزدیک (در مجاورت لوب اصلی الگو)، منطقه میانی و ناحیه لوب‌های جانبی عقب (کل نیمکره عقب).

  منظور ما از UBL سطح نسبی بزرگترین لوب جانبی الگو است. به عنوان یک قاعده، بزرگترین لوب جانبی اولین لوب جانبی (در مجاورت اصلی) است. برای آنتن هایی با جهت دهی بالا، از سطح متوسط ​​تابش جانبی نیز استفاده می شود (الگوی نرمال شده تا حداکثر آن در بخش تابش جانبی میانگین می شود. زاویه ها) و سطح لوب های کناری دور (سطح نسبی بزرگترین گلبرگ لوب جانبی در ناحیه گلبرگ های سمت عقب).

  برای آنتن های تابش طولی، برای ارزیابی سطح تابش در جهت "عقب" (در جهت مخالف جهت لوب اصلی الگوی تابش)، از پارامتر سطح تابش نسبی عقب استفاده می شود (از جلو / عقب انگلیسی، F/B - نسبت جلو به عقب)، و هنگام تخمین UBL این تابش را در نظر نمی گیرد. همچنین، برای ارزیابی سطح تابش در جهت "کنار" (در جهت عمود بر لوب اصلی الگو)، پارامتر تابش جانبی نسبی (از جلو / سمت انگلیسی، F/S - نسبت رو به جلو / طرف) استفاده می شود.

  UBL، و همچنین عرض لوب اصلی الگوی تابش، پارامترهایی هستند که وضوح و ایمنی نویز سیستم های مهندسی رادیو را تعیین می کنند. بنابراین در مشخصات فنی توسعه آنتن ها به این پارامترها اهمیت زیادی داده شده است. عرض پرتو و UBL هم هنگام راه اندازی آنتن و هم در حین کار کنترل می شود.

مفاهیم مرتبط

بلور فوتونیک یک ساختار جامد با ثابت دی الکتریک یا ناهمگنی متناوب در حال تغییر است که دوره آن با طول موج نور قابل مقایسه است.

گریتینگ فیبر براگ (FBG) یک بازتابنده براگ توزیع شده (نوعی گریتینگ پراش) است که در هسته حامل نور یک فیبر نوری تشکیل شده است. FBG ها دارای طیف بازتاب باریکی هستند و در لیزرهای فیبر، سنسورهای فیبر نوری، برای تثبیت و تغییر طول موج لیزرها و دیودهای لیزر و غیره استفاده می شوند.

بگذارید توزیع جریان در طول آنتن ثابت باشد:

آنتن های واقعی (به عنوان مثال، موجبرهای شیار) یا آرایه های آنتن چاپی اغلب دقیقاً این توزیع جریان را دارند. بیایید الگوی تابش چنین آنتنی را محاسبه کنیم:

حالا بیایید یک الگوی عادی ایجاد کنیم:

(4.1.)

برنج. 4.3 الگوی تابش یک آنتن خطی با توزیع جریان یکنواخت

مناطق زیر را می توان در این الگوی تابش متمایز کرد:

1) لوب اصلی بخشی از الگوی تابش است که میدان حداکثر است.

2) گلبرگ های کناری.

شکل زیر الگوی تابش در سیستم مختصات قطبی را نشان می دهد که در آن
ظاهر بصری بیشتری دارد (شکل 4.4).

برنج. 4.4 الگوی تابش یک آنتن خطی با توزیع جریان یکنواخت در یک سیستم مختصات قطبی

ارزیابی کمی جهت آنتن معمولاً به عنوان عرض لوب اصلی آنتن در نظر گرفته می شود که با سطح 3- دسی بل از حداکثر یا با نقاط صفر تعیین می شود. بیایید عرض لوب اصلی را بر اساس سطح صفرها تعیین کنیم. در اینجا تقریباً می توانیم فرض کنیم که برای آنتن های بسیار جهت دار:
. شرط مساوی بودن ضریب سیستم را می توان تقریباً به صورت زیر نوشت:

با توجه به اینکه
، آخرین شرط را می توان به این ترتیب بازنویسی کرد:

برای مقادیر زیاد طول الکتریکی آنتن (برای مقادیر کوچک از نصف عرض لوب اصلی آنتن)، با در نظر گرفتن این واقعیت که سینوس آرگومان کوچک تقریباً برابر با مقدار است. از آرگومان، آخرین رابطه را می توان به صورت زیر بازنویسی کرد:

از جایی که در نهایت رابطه اتصال عرض لوب اصلی و اندازه آنتن بر حسب کسری از طول موج را بدست می آوریم:

یک نتیجه گیری مهم از آخرین رابطه به دست می آید: برای یک آنتن خطی درون فاز با طول موج ثابت، افزایش طول آنتن منجر به باریک شدن الگوی تابش می شود.

بیایید سطح لوب های جانبی این آنتن را تخمین بزنیم. از رابطه (4.1) می توانیم شرط موقعیت زاویه ای اولین (حداکثر) لوب جانبی را بدست آوریم:

(-13 دسی بل)

معلوم می شود که در این مورد سطح لوب های جانبی به طول و فرکانس آنتن بستگی ندارد، بلکه تنها با نوع توزیع جریان دامنه تعیین می شود. برای کاهش UBL، باید نوع پذیرفته شده توزیع دامنه (توزیع یکنواخت) را کنار گذاشت و به سمت توزیعی رفت که به سمت لبه های آنتن کاهش می یابد.

5. آرایه آنتن خطی

5.1. استخراج عبارت روز لار

بیان 4.2. به شما امکان می دهد به راحتی از میدان یک سیستم آنتن پیوسته خطی به میدان یک آرایه آنتن گسسته حرکت کنید. برای این کار کافی است توزیع جریان را در زیر علامت انتگرال به شکل تابع شبکه (مجموعه ای از توابع مثلث) با وزن های متناظر با دامنه های تحریک عناصر و مختصات مربوطه مشخص کنیم. در این حالت، نتیجه الگوی تابش آرایه آنتن به عنوان تبدیل فوریه گسسته است. دانشجویان کارشناسی ارشد باید به طور مستقل این رویکرد را به عنوان یک تمرین اجرا کنند.

6. سنتز اف در یک روز معین.

6.1. بررسی تاریخی، ویژگی های مشکلات سنتز آنتن.

اغلب، برای اطمینان از عملکرد صحیح سیستم های رادیویی، الزامات خاصی بر روی دستگاه های آنتن که بخشی از آنها هستند، اعمال می شود. بنابراین طراحی آنتن هایی با ویژگی های مشخص شده یکی از مهم ترین کارها می باشد.

اساساً، الزامات بر روی الگوی تشعشع (DP) دستگاه آنتن تحمیل می شود و بسیار متنوع است: یک شکل خاص از لوب اصلی الگو (به عنوان مثال، به شکل یک بخش و کوسکانت)، سطح مشخصی از لوب های جانبی، شیب در یک جهت معین یا در محدوده معینی از زاویه ممکن است مورد نیاز باشد. بخشی از نظریه آنتن که به حل این مسائل اختصاص دارد، نظریه سنتز آنتن نامیده می شود.

در بیشتر موارد، راه حل دقیقی برای مشکل سنتز پیدا نشده است و می توان در مورد روش های تقریبی صحبت کرد. چنین مسائلی برای مدت طولانی مورد مطالعه قرار گرفته اند و روش ها و تکنیک های زیادی پیدا شده است. روش‌های حل مشکلات سنتز آنتن نیز مشمول الزامات خاصی هستند: سرعت. پایداری، یعنی حساسیت کم به تغییرات جزئی در پارامترها (فرکانس، اندازه آنتن و غیره)؛ امکان سنجی عملی ساده ترین روش ها در نظر گرفته می شوند: نمودارهای جزئی و انتگرال فوریه. روش اول مبتنی بر قیاس تبدیل فوریه و ارتباط بین توزیع دامنه-فاز و الگو است؛ روش دوم مبتنی بر بسط سری الگو به توابع پایه (الگوهای جزئی) است. اغلب، راه حل های به دست آمده با این روش ها در عمل دشوار است (آنتن ها ویژگی های ابزار دقیق ضعیفی دارند، توزیع دامنه فاز (APD) به سختی اجرا می شود، راه حل ناپایدار است). روش هایی که اجازه در نظر گرفتن محدودیت های PRA و اجتناب از به اصطلاح را می دهد در نظر گرفته می شوند. "اثر بیش از حد".

به طور جداگانه، ارزش دارد مشکلات سنتز مخلوط را برجسته کنیم، که مهمترین آنها مشکل سنتز فاز است، یعنی یافتن توزیع فاز برای یک دامنه معین، که منجر به الگوی مورد نیاز می شود. ارتباط مشکلات سنتز فاز را می توان با استفاده گسترده از آنتن های آرایه فازی (PAA) توضیح داد. روش‌های حل چنین مشکلاتی در و.