Smanjenje razine bočnih snopova zrcalnih antena postavljanjem metalnih traka u otvor

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

Sveučilište Notre Dame, Tripoli, Libanon

Uvod

U svijetu sve veće mobilnosti, postoji sve veća potreba za povezivanjem i pristupom informacijama, bez obzira na to gdje se informacija nalazi ili pojedinac. Iz ovih razmatranja nemoguće je poreći da su telekomunikacije, točnije prijenos signala na daljinu, hitna potreba. Zahtjevi da bežični komunikacijski sustavi budu toliko savršeni i sveprisutni znači da je potrebno razvijati sve učinkovitije sustave. Prilikom poboljšanja sustava, glavni početni korak je poboljšanje antena, koje su glavni element sadašnjih i budućih sustava bežična komunikacija. U ovoj fazi, poboljšanjem kvalitete parametara antene razumjet ćemo smanjenje razine njezinih bočnih snopova dijagrama zračenja. Smanjenje razine bočnih režnja, naravno, ne bi trebalo utjecati na glavni režanj dijagrama. Smanjenje razine bočni režanj poželjno jer za antene koje se koriste kao prijemnici, bočni snopovi čine sustav ranjivijim na zalutale signale. U odašiljačkim antenama, bočni snopovi smanjuju sigurnost informacija, budući da signal može primiti neželjena primateljska strana. Glavna poteškoća je u tome što je viša razina bočnog snopa, to je veća vjerojatnost smetnji u smjeru bočnog snopa s najvišom razinom. Osim toga, povećanje razine bočnih snopova znači da se snaga signala nepotrebno rasipa. Provedeno je mnogo istraživanja (vidi, na primjer, ), ali svrha ovog članka je pregled metode "pozicioniranja trake", koja se pokazala jednostavnom, učinkovitom i jeftinom. Bilo koja parabolična antena

mogu se razviti ili čak modificirati ovom metodom (slika 1) kako bi se smanjile interferencije između antena.

Međutim, vodljive trake moraju biti vrlo precizno postavljene kako bi se postiglo smanjenje bočnih snopova. U ovom radu eksperimentalno je ispitana metoda "pozicioniranja trake".

Opis zadatka

Problem je formuliran na sljedeći način. Za pojedinu paraboličnu antenu (slika 1) potrebno je smanjiti razinu prvog bočnog snopa. Dijagram zračenja antene nije ništa drugo nego Fourierova transformacija funkcije pobude otvora antene.

Na sl. Slika 2 prikazuje dva dijagrama parabolične antene - bez pruga (puna linija) i s prugama (linija označena *), što ilustrira činjenicu da kada se koriste pruge, razina prvog bočnog snopa opada, međutim, razina antene glavni režanj se također smanjuje, a razina mijenja i preostale latice. To pokazuje da je položaj pruga vrlo kritičan. Potrebno je postaviti trake na takav način da se širina glavnog snopa na pola snage ili pojačanje antene ne mijenja zamjetno. Nivo stražnjeg režnja također se ne bi trebao značajno promijeniti. Povećanje razine preostalih latica nije toliko značajno, budući da je razinu tih latica obično mnogo lakše smanjiti nego razinu prvih bočnih režnjeva. Međutim, to bi povećanje trebalo biti umjereno. Prisjetimo se i da je Sl. 2 je ilustrativan.

Iz gore navedenih razloga, pri korištenju metode "pozicioniranja trake" treba imati na umu sljedeće: trake moraju biti metalne kako bi u potpunosti reflektirale električno polje. U ovom slučaju, položaj pruga može se jasno odrediti. Trenutno, mjerenja razine bočnog režnja

Riža. 2. Dijagram zračenja antene bez pruga (puno)

i sa prugama (

Riža. 3. Teorijski normalizirani dijagram zračenja u dB

koriste se dvije metode – teorijska i eksperimentalna. Obje metode se međusobno nadopunjuju, ali budući da se naši dokazi temelje na usporedbi eksperimentalnih dijagrama antena bez kvarova i s prugama, u ovom slučaju ćemo koristiti eksperimentalnu metodu.

A. Teorijska metoda. Ova metoda se sastoji od:

Pronalaženje teorijskog dijagrama zračenja (RP) antene koja se ispituje,

Mjerenja bočnih režnjeva ovog uzorka.

Uzorak se može uzeti iz tehničke dokumentacije antene, ili se može izračunati, na primjer, pomoću programa Ma1!ab ili bilo kojeg drugog prikladnog programa koristeći poznate relacije za polje.

Kao ispitana antena korištena je zrcalna parabolična antena P2P-23-YHA. Teorijska vrijednost DP-a dobivena je pomoću formule za kružni otvor s jednolikom pobudom:

]ka2E0e íkg Jl (ka 8Ípv)

Mjerenja i proračuni obavljeni su u E-ravnini. Na sl. Slika 3 prikazuje normalizirani uzorak zračenja u polarnom koordinatnom sustavu.

B. Eksperimentalna metoda. U eksperimentalnoj metodi moraju se koristiti dvije antene:

Prijemna antena koja se testira,

Odašiljačka antena.

Dijagram antene koja se ispituje određuje se njezinim okretanjem i fiksiranjem razine polja s potrebnom točnošću. Kako bi se poboljšala točnost, poželjno je vršiti očitanja u decibelima.

B. Podešavanje razine bočnih režnjeva. Po definiciji, prve bočne latice su one koje su najbliže glavnoj latici. Da bi se fiksirao njihov položaj, potrebno je izmjeriti kut u stupnjevima ili radijanima između smjera glavnog zračenja i smjera maksimalnog zračenja prvog lijevog ili desnog režnja. Smjerovi lijevog i desnog bočnog režnja trebali bi biti isti zbog simetrije uzorka, ali u eksperimentalnom uzorku to možda neće biti slučaj. Zatim također morate odrediti širinu bočnih režnjeva. Može se definirati kao razlika između nula uzoraka lijevo i desno od bočnog režnja. Ovdje također treba očekivati ​​simetriju, ali samo teoretski. Na sl. Slika 5 prikazuje eksperimentalne podatke o određivanju parametara bočnog režnja.

Kao rezultat niza mjerenja određen je položaj traka za antenu P2P-23-YXA, koji su određeni udaljenošću (1,20-1,36)^ od osi simetrije antene do trake.

Nakon određivanja parametara bočnog režnja, određuje se položaj pruga. Odgovarajući izračuni izvode se i za teoretske i za eksperimentalne uzorke korištenjem iste metode, opisane u nastavku i ilustrirane na slici. 6.

Konstanta d - udaljenost od osi simetrije parabolične antene do trake koja se nalazi na površini otvora paraboličnog zrcala, određena je sljedećim odnosom:

„ d<Ф = ъ,

gdje je d eksperimentalno izmjerena udaljenost od točke simetrije na površini zrcala do trake (slika 5); 0 - kut između smjera glavnog zračenja i smjera maksimuma bočnog režnja koji je pronađen eksperimentalno.

Raspon C vrijednosti nalazi se odnosom: c! = O/dv

za vrijednosti 0 koje odgovaraju početku i kraju bočnog režnja (što odgovara nulama uzorka).

Nakon određivanja raspona C, ovaj se raspon dijeli na više vrijednosti, od kojih se eksperimentalno odabire optimalna vrijednost

Riža. 4. Eksperimentalna postavka

Riža. 5. Eksperimentalno određivanje parametara bočnog režnja Sl. 6. Metoda pozicioniranja trake

rezultate

Ispitano je nekoliko položaja traka. Kada su trake odmaknute od glavnog režnja, ali unutar utvrđenog raspona C, rezultati su se poboljšali. Na sl. Slika 7 prikazuje dva uzorka bez pruga i s prugama, pokazujući jasno smanjenje razine bočnih režnjeva.

U tablici Tablica 1 prikazuje usporedne parametre uzorka u smislu razine bočnih režnjeva, usmjerenosti i širine glavnog režnjeva.

Zaključak

Smanjenje razine bočnih snopova pri korištenju traka - za 23 dB (razina bočnih snopova antene bez pruga -

12,43 dB). Širina glavne latice ostaje gotovo nepromijenjena. Metoda o kojoj se raspravlja je vrlo fleksibilna, budući da se može primijeniti na bilo koju antenu.

Međutim, određena poteškoća je utjecaj višestaznih izobličenja povezanih s utjecajem zemlje i okolnih objekata na uzorak, što dovodi do promjene razine bočnih snopova do 22 dB.

Metoda o kojoj se raspravlja je jednostavna, jeftina i može se dovršiti u kratkom vremenu. U nastavku ćemo pokušati dodati dodatne pruge na različitim pozicijama i ispitati apsorpcijske trake. Dodatno će se raditi na teorijskoj analizi problema metodom geometrijske teorije difrakcije.

Dijagram zračenja dalekog polja antene P2F- 23-NXA linearna veličina - polarni dijagram

Riža. 7. DN antena P2F-23-NXA bez pruga i sa prugama

Parametri usporedbe antena

Razina bočnog režnja

Teoretski uzorak (program Ma11a) uzorak prema tehničkoj dokumentaciji 18 dB 15 dB

Izmjereni uzorak bez pruga 12,43 dB

Mjerni uzorak s prugama S višestrukim putem Bez višestrukog putanja

Širina glavnog režnja u stupnjevima D D, dB

Teorijski DN (program Ma^ab) 16.161,45 22.07

DN za tehničku dokumentaciju 16.161,45 22.07

Mjerni uzorak bez pruga 14.210,475 23,23

Mjerni uzorak s prugama 14.210,475 23,23

Književnost

1. Balanis. C teorija antene. 3. izdanje Wiley 2005.

2. IEEE standardni testni postupci za antene IEEE Std. 149 - 1965 (prikaz, stručni).

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

4. Searle AD., Humphrey AT. Dizajn reflektorske antene s niskim bočnim snopom. Antennas and Propagation, Deseta međunarodna konferencija o (Conf. Publ. No. 436) Svezak 1, 14-17. travnja 1997. Stranice(e):17 - 20 sv.1. Preuzeto 26. siječnja 2008. iz IEEE baza podataka.

5. Schrank H. Low sidelobe reflektorske antene. Antennas and Propagation Society Newsletter, IEEE svezak 27, broj 2, travanj 1985. Stranice: 5 - 16. Preuzeto 26. siječnja 2008. iz IEEE baza podataka.

6. Satoh T. shizuo Endo, Matsunaka N., Betsudan Si, Katagi T, Ebisui T. Smanjenje razine bočnog režnja poboljšanjem oblika podupirača. Antennas and Propagation, IEEE Transactions on Volume 32, Issue 7, Jul 1984 Page(s):698 - 705. Preuzeto 26. siječnja 2008. iz IEEE baza podataka.

7. D. C. Jenn i W. V. T. Rusch. "Dizajn reflektora s niskim bočnim snopom koji koristi otporne površine," u IEEE Antennas Propagat., Soc./URSI Int. Symp. Dig., sv. Ja, svibanj

1990., str. 152. Preuzeto 26. siječnja 2008. iz IEEE baza podataka.

8. D. C Jenn i W. V. T. Rusch. "Sinteza reflektora s niskim bočnim snopom i dizajn uz upotrebu otpornih površina", IEEE Trans. Antennas Propagat., sv. 39, str. 1372., ruj.

1991. Preuzeto 26. siječnja 2008. iz IEEE baza podataka.

9. Monk A.D. i Cjamlcoals P.J.B. Prilagodljiva nulta formacija s rekonfigurabilnom reflektorskom antenom, IEEE Proc. H, 1995, 142, (3), str. 220-224 (prikaz, ostalo). Preuzeto 26. siječnja 2008. iz IEEE baza podataka.

10. Lam P., Shung-Wu Lee, Lang K, Chang D. Sidelobe redukcija paraboličnog reflektora s pomoćnim reflektorima. Antene i širenje, IEEE Transactions on. Svezak 35, broj 12, prosinac 1987. Stranica(e): 1367-1374. Preuzeto 26. siječnja 2008. iz IEEE baza podataka.

Za suzbijanje zahtjeva s bočnih režnjeva koristi se razlika u energetskim razinama zračenja glavnog i bočnih režnjeva.

1.2.1. Suzbijanje zahtjeva s bočnih režnjeva dijagrama usmjerenosti kontrolnih tornjeva provodi se pomoću takozvanog troimpulsnog sustava (vidi sliku 2*).

Riža. 2 Suzbijanje zahtjeva s bočnih snopova DRL-a pomoću sustava s tri impulsa

Dvama impulsima koda zahtjeva P1 i RZ koje emitira usmjerena radarska antena dodaje se treći impuls P2 (supresioni impuls), koji emitira zasebna višesmjerna antena (supresijska antena). Impuls potiskivanja vremena zaostaje za 2 μs od prvog impulsa koda zahtjeva. Razina energije zračenja supresijske antene odabrana je na takav način da je na mjestima prijema razina supresijskog signala očito veća od razine signala koje emitiraju bočni snopovi i manja od razine signala koje emitira glavni snop. .

Transponder uspoređuje amplitude kodnih impulsa P1, RZ i potisnog impulsa P2. Kada se upitni kod primi u smjeru bočnog režnja, kada je razina signala potiskivanja jednaka ili veća od razine signala upitnog koda, nema odgovora. Odziv se ostvaruje samo kada je razina P1, RZ veća od razine P2 za 9 dB ili više.

1.2.2. Suzbijanje zahtjeva s bočnih snopova obrasca radara za slijetanje provodi se u BPS bloku, koji implementira metodu suzbijanja s plutajućim pragom (vidi sliku 3).

Slika 3 Primanje paketa signala odgovora
kada se koristi sustav za suzbijanje s pomičnim pragom

Ova se metoda sastoji u činjenici da se u BPS-u, koristeći inercijski sustav praćenja, razina signala primljenih iz glavnog režnja uzorka zračenja pohranjuje u obliku napona. Dio ovog napona, koji odgovara zadanoj razini koja premašuje razinu bočnih signala, postavlja se kao prag na izlazu pojačala i u sljedećem zračenju javlja se samo kada signali zahtjeva prijeđu vrijednost ovog praga. . Ovaj napon se prilagođava u sljedećim zračenjima.

1.3. Struktura signala odgovora

Signal odgovora, koji sadrži bilo koju riječ informacije, sastoji se od koordinatnog koda, ključnog koda i informacijskog koda (vidi sliku 4a*).

Slika 4. Struktura koda odgovora

Koordinatni kod je dvoimpulsni, njegova struktura je drugačija za svaku riječ informacije (vidi sl. 4b,c*).

Kod ključa je troimpulsni, njegova struktura je drugačija za svaku riječ informacije (vidi sl. 4b,c*).

Informacijski kod sadrži 40 impulsa, koji čine 20 bita binarnog koda. Svako pražnjenje (vidi sl. 4a, d) sadrži dva impulsa međusobno razmaknuta 160 μs. Interval između impulsa jednog pražnjenja popunjava se impulsima drugih pražnjenja. Svaki bit nosi binarnu informaciju: znak “1” ili znak “0”. U transponderu SO-69 metoda aktivne pauze koristi se za prijenos dva simbola; simbol "0" se prenosi s impulsom odgođenim za 4 μs u odnosu na trenutak u kojem bi bio impuls koji označava simbol "1". prenosio. Dvije moguće pozicije pulsa za svaku znamenku (“1” ili “0”) prikazane su križićima. Pretpostavlja se da je vremenski interval između dva simbola "1" (ili "0") koji slijede jedan za drugim 8 µs. Stoga će interval između uzastopnih simbola “1” i “0” biti 12 µs, a ako iza simbola “0” slijedi simbol “1”, tada će interval između impulsa biti 4 µs.

Prvi bit odašilje jedan impuls, koji predstavlja jedinicu ako je odgođen 4 µs i nulu ako je odgođen 8 µs. Drugi bit također odašilje jedan impuls, koji je 2 ako kasni 4 µs u odnosu na prethodni bit, nula ako je odgođen 8 µs. Treća znamenka prenosi 4 i 0, također ovisno o njihovom položaju, 4. znamenka prenosi 8 i 0.

Tako se, na primjer, broj 6 prenosi kao broj 0110 u binarnom zapisu, odnosno kao zbroj 0+2+4+0 (vidi sl. 1)

Informacija prenesena u 160 μs prenosi se drugi put u sljedećih 160 μs, što značajno povećava otpornost prijenosa informacija na buku.

Širina uzorka (glavnog režnja) određuje stupanj koncentracije emitirane elektromagnetske energije.

Širina uzorka je kut između dva smjera i unutar glavnog režnja, u kojem je amplituda jakosti elektromagnetskog polja na razini od 0,707 od maksimalne vrijednosti (ili razini od 0,5 od maksimalne vrijednosti gustoće snage).

Širina uzorka je označena kako slijedi: 2θ 0,5 je širina uzorka u smislu snage na razini od 0,5; 2θ 0,707 - širina uzorka prema intenzitetu na razini 0,707.

Gore prikazani indeks E ili H označava širinu uzorka u odgovarajućoj ravnini: , . Razina od 0,5 snage odgovara razini od 0,707 jakosti polja ili razini od 3 dB na logaritamskoj ljestvici:

Širina snopa iste antene, predstavljena jakošću polja, snagom ili logaritamskom skalom i izmjerena na odgovarajućim razinama, bit će ista:

Eksperimentalno, širina uzorka može se lako pronaći iz grafikona uzorka prikazanog u jednom ili drugom koordinatnom sustavu, na primjer, kao što je prikazano na slici.

Razina bočnih režnjeva uzorka određuje stupanj lažnog zračenja elektromagnetskog polja od strane antene. Utječe na tajnost rada radiotehničkog uređaja i kvalitetu elektromagnetske kompatibilnosti s obližnjim radioelektroničkim sustavima.

Relativna razina bočnog snopa je omjer amplitude jakosti polja u smjeru maksimuma bočnog snopa i amplitude jakosti polja u smjeru maksimuma glavnog snopa:

U praksi se ta razina izražava u apsolutnim jedinicama, odnosno u decibelima. Razina prvog bočnog režnja je od najvećeg interesa. Ponekad rade s prosječnom razinom bočnih režnjeva.

4. Koeficijent usmjerenosti i pojačanje odašiljačke antene.

Usmjereni koeficijent kvantitativno karakterizira usmjerena svojstva stvarnih antena u usporedbi s referentnom antenom, koja je potpuno svesmjerni (izotropni) emiter sa sfernim uzorkom:

Faktor učinkovitosti je broj koji pokazuje koliko je puta gustoća fluksa snage P(θ,φ) stvarne (usmjerene) antene veća od gustoće fluksa snage

PE (θ,φ) referentne (višesmjerne) antene za isti smjer i na istoj udaljenosti, pod uvjetom da su snage zračenja antena iste:

Uzimajući u obzir (1) možemo dobiti:

gdje je D 0 usmjerenost u smjeru maksimalnog zračenja.

U praksi, kada govorimo o učinkovitosti antene, mislimo na vrijednost koja je u potpunosti određena dijagramom zračenja antene:

U inženjerskim izračunima koristi se približna empirijska formula koja povezuje faktor usmjerenosti sa širinom dijagrama antene u glavnim ravninama:

Budući da je u praksi teško odrediti snagu zračenja antene (a još više ispuniti uvjet jednakosti snaga zračenja referentne i stvarne antene), uvodi se pojam pojačanja antene koji ne uzima u obzir samo svojstva fokusiranja antene, već i njezina sposobnost pretvaranja jedne vrste energije u drugu.

To se izražava u činjenici da se u definiciji sličnoj faktoru učinkovitosti uvjet mijenja, a očito je da je učinkovitost referentne antene jednaka jedinici:

gdje je P A snaga dovedena do antene.

Tada se koeficijent usmjerenja izražava u smislu koeficijenta usmjerenja na sljedeći način:

gdje je η A učinkovitost antene.

U praksi se koristi G 0 - pojačanje antene u smjeru maksimalnog zračenja.

5. Fazni uzorak zračenja. Pojam faznog centra antene.

Fazni dijagram zračenja je ovisnost faze elektromagnetskog polja koje emitira antena o kutnim koordinatama. Budući da su u dalekoj zoni antene vektori polja E i H u fazi, fazni uzorak je jednako povezan s električnim i magnetskim komponentama EMF-a koje emitira antena. FDN je označen na sljedeći način:

Ψ = Ψ (θ,φ) za r = konst.

Ako je Ψ (θ,φ) pri r = const, onda to znači da antena tvori fazni front vala u obliku kugle. Središte te sfere, u kojem se nalazi ishodište koordinatnog sustava, naziva se fazno središte antene (PCA). Nemaju sve antene fazni centar.

Za antene koje imaju fazno središte i uzorak amplitude s više režnjeva s jasnim nulama između njih, faza polja u susjednim režnjevima razlikuje se za (180 0). Odnos između amplitudnog i faznog dijagrama zračenja iste antene ilustriran je sljedećom slikom.

Budući da su smjer širenja elektromagnetskih valova i položaj njegove fazne fronte međusobno okomiti u svakoj točki prostora, mjerenjem položaja fazne fronte vala moguće je neizravno odrediti smjer prema izvoru zračenja (smjer pronalaženje faznim metodama).

• Razina bočnog snopa (SLL) dijagrama zračenja antene je relativna (normalizirana na maksimalni dijagram zračenja) razina zračenja antene u smjeru bočnih snopova. U pravilu se UBL izražava u decibelima, rjeđe se UBL definira “po snazi” ili “po polju”.

  Dijagram prave (konačne veličine) antene je oscilirajuća funkcija u kojoj se identificira globalni maksimum, koji je središte glavnog režnja dijagrama, kao i drugi lokalni maksimumi dijagrama i odgovarajuća strana tzv. režnjevi uzorka. Pojam lateral treba shvatiti kao bočno, a ne doslovno (latica usmjerena "bočno"). DN latice su numerirane redom, počevši od glavne, kojoj je dodijeljen broj nula. Difrakcijski (smetnji) režanj uzorka koji se pojavljuje u rijetkom antenskom nizu ne smatra se bočnim. Minimumi uzorka koji odvajaju režnjeve uzorka nazivaju se nule (razina zračenja u smjerovima nula uzorka može biti proizvoljno mala, ali u stvarnosti je zračenje uvijek prisutno). Područje bočnog zračenja podijeljeno je na podregije: područje bliskih bočnih režnjeva (uz glavni režanj uzorka), srednje područje i područje stražnjih bočnih režnjeva (cijela stražnja hemisfera).

  Pod UBL mislimo na relativnu razinu najvećeg bočnog režnja uzorka. U pravilu, najveći bočni režanj je prvi (uz glavni) bočni režanj. Za antene s visokom usmjerenošću također se koristi prosječna razina bočnog zračenja (uzorak normaliziran na svoj maksimum usrednjava se u sektoru bočnog zračenja kutovi) i razina udaljenih bočnih režnjeva (relativna razina najveće latice bočnog režnja u području stražnjih bočnih latica).

  Za longitudinalne antene zračenja, za procjenu razine zračenja u smjeru "natrag" (u smjeru suprotnom od smjera glavnog režnja dijagrama zračenja), koristi se parametar razine relativne stražnje razine zračenja (od engleskog front/back, F/B - omjer naprijed/natrag), a pri procjeni UBL ne uzima u obzir ovo zračenje. Također, za procjenu razine zračenja u "bočnom" smjeru (u smjeru okomitom na glavni režanj uzorka), relativni parametar bočnog zračenja (od engleskog front/side, F/S - omjer naprijed/strano) koristi se.

  UBL, kao i širina glavnog režnja dijagrama zračenja, parametri su koji određuju rezoluciju i otpornost na šum radiotehničkih sustava. Stoga se u tehničkim specifikacijama za razvoj antena ovim parametrima daje velika važnost. Širina snopa i UBL se kontroliraju i kada je antena puštena u rad i tijekom rada.

Povezani pojmovi

Fotonski kristal je čvrsta struktura s periodičkom promjenom dielektrične konstante ili nehomogenosti, čiji je period usporediv s valnom duljinom svjetlosti.

Vlaknasta Braggova rešetka (FBG) je raspodijeljeni Braggov reflektor (vrsta difrakcijske rešetke) formiran u svjetlonosnoj jezgri optičkog vlakna. FBG imaju uzak refleksijski spektar i koriste se u fiber laserima, fiber-optičkim senzorima, za stabilizaciju i promjenu valne duljine lasera i laserskih dioda, itd.

Neka je raspodjela struje po duljini antene konstantna:

Prave antene (na primjer valovodni prorezi) ili tiskani antenski nizovi često imaju upravo ovu raspodjelu struje. Izračunajmo dijagram zračenja takve antene:

Izgradimo sada normalizirani obrazac:

(4.1.)

Riža. 4.3 Dijagram zračenja linearne antene s ravnomjernom raspodjelom struje

U ovom uzorku zračenja mogu se razlikovati sljedeća područja:

1) Glavni režanj je dio dijagrama zračenja gdje je polje maksimalno.

2) Bočne latice.

Sljedeća slika prikazuje uzorak zračenja u polarnom koordinatnom sustavu, u kojem
ima vizualniji izgled (slika 4.4).

Riža. 4.4 Dijagram zračenja linearne antene s ravnomjernom raspodjelom struje u polarnom koordinatnom sustavu

Kvantitativnom procjenom usmjerenosti antene obično se smatra širina glavnog snopa antene, koja se određuje ili razinom od -3 dB od maksimuma ili nultim točkama. Odredimo širinu glavnog režnja na temelju razine nula. Ovdje možemo približno pretpostaviti da za visoko usmjerene antene:
. Uvjet da množitelj sustava bude jednak nuli može se približno napisati na sljedeći način:

S obzirom na to
, posljednji uvjet se može prepisati na sljedeći način:

Za velike vrijednosti električne duljine antene (za male vrijednosti poluširine glavnog režnja antene), uzimajući u obzir činjenicu da je sinus malog argumenta približno jednak vrijednosti argumenta, zadnja relacija se može prepisati kao:

Odakle konačno dobivamo odnos koji povezuje širinu glavnog režnja i veličinu antene u dijelovima valne duljine:

Važan zaključak slijedi iz posljednjeg odnosa: za linearnu antenu u fazi na fiksnoj valnoj duljini, povećanje duljine antene dovodi do sužavanja dijagrama zračenja.

Procijenimo razinu bočnih snopova u ovoj anteni. Iz relacije (4.1) možemo dobiti uvjet za kutni položaj prvog (maksimalnog) bočnog režnja:

(-13 dB)

Ispada da u ovom slučaju razina bočnih snopova ne ovisi o duljini i frekvenciji antene, već je određena samo vrstom distribucije struje amplitude. Da bi se smanjio UBL, treba napustiti prihvaćeni tip distribucije amplitude (jednolika distribucija) i prijeći na distribuciju koja se smanjuje prema rubovima antene.

5. Linearni antenski niz

5.1. Izvođenje izraza za dan lar

Izraz 4.2. omogućuje lak prijelaz iz polja linearnog kontinuiranog antenskog sustava u polje diskretnog antenskog niza. Da biste to učinili, dovoljno je zadati raspodjelu struje pod znakom integrala u obliku rešetkaste funkcije (skup delta funkcija) s težinama koje odgovaraju amplitudama pobude elemenata i odgovarajućim koordinatama. U ovom slučaju, rezultat je dijagram zračenja antenskog niza kao diskretna Fourierova transformacija. Studentima master studija ostavljeno je da samostalno provode ovaj pristup kao vježbu.

6. Sinteza afr na određeni dan.

6.1. Povijesni pregled, značajke problema sinteze antena.

Često, kako bi se osigurao ispravan rad radio sustava, postavljaju se posebni zahtjevi za antenske uređaje koji su dio njih. Stoga je projektiranje antena sa zadanim karakteristikama jedan od najvažnijih zadataka.

U osnovi, zahtjevi se nameću dijagramu zračenja (DP) antenskog uređaja i vrlo su raznoliki: specifičan oblik glavnog režnja dijagrama (na primjer, u obliku sektora i kosekanta), određena razina bočnih režnjeva, može biti potreban pad u određenom smjeru ili u određenom rasponu kutova. Dio teorije antena posvećen rješavanju ovih problema naziva se teorija sinteze antena.

U većini slučajeva nije pronađeno točno rješenje problema sinteze te se može govoriti o približnim metodama. Takvi problemi proučavani su dosta dugo i pronađene su mnoge metode i tehnike. Metode za rješavanje problema sinteze antene također podliježu određenim zahtjevima: brzina; održivost, tj. niska osjetljivost na manje promjene parametara (frekvencija, veličina antene, itd.); praktična izvedivost. Razmatraju se najjednostavnije metode: parcijalni dijagrami i Fourierov integral. Prva se metoda temelji na analogiji Fourierove transformacije i povezanosti između amplitudno-fazne distribucije i uzorka, a druga se temelji na proširenju niza uzoraka u bazne funkcije (parcijalni uzorci). Često su rješenja dobivena ovim metodama teško primjenjiva u praksi (antene imaju slabe instrumentacijske karakteristike, teško je implementirati amplitudno-faznu distribuciju (APD), rješenje je nestabilno). Razmatraju se metode koje omogućuju uzimanje u obzir ograničenja na PRA i izbjegavanje tzv. "preusmjereni učinak".

Zasebno je vrijedno istaknuti probleme mješovite sinteze, od kojih je najvažniji problem fazne sinteze, tj. pronalaženja fazne distribucije za zadanu amplitudu, što dovodi do traženog uzorka. Relevantnost problema fazne sinteze može se objasniti širokom upotrebom faznih antenskih nizova (PAA). Metode za rješavanje takvih problema opisane su u, i.