Spoguļa antenu sānu daivu līmeņa samazināšana, novietojot metāla sloksnes apertūrā

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

Notre Dame Universitāte, Tripole, Libāna

Ievads

Pasaulē, kurā pieaug mobilitāte, cilvēkiem pieaug nepieciešamība izveidot savienojumu un piekļūt informācijai neatkarīgi no informācijas atrašanās vietas vai personas. Ņemot vērā šos apsvērumus, nav iespējams noliegt, ka telekomunikācijas, proti, signālu pārraide no attāluma, ir steidzama nepieciešamība. Prasības pēc bezvadu sakaru sistēmām būt tik perfektām un visuresošām nozīmē, ka ir jāizstrādā arvien efektīvākas sistēmas. Uzlabojot sistēmu, galvenais sākotnējais solis ir uzlabot antenas, kas ir galvenais pašreizējo un nākotnes sistēmu elements bezvadu sakari. Šajā posmā, uzlabojot antenas parametru kvalitāti, mēs sapratīsim tās radiācijas modeļa sānu daivu līmeņa pazemināšanos. Sānu daivu līmeņa samazināšana, protams, nedrīkst ietekmēt diagrammas galveno daivu. Līmeņa samazināšana sānu daiva vēlams, jo antenām, ko izmanto kā uztvērēju, sānu daivas padara sistēmu neaizsargātāku pret klaiņojošiem signāliem. Raidīšanas antenās sānu daivas samazina informācijas drošību, jo signālu var uztvert nevēlama saņēmēja puse. Galvenā grūtība ir tāda, ka jo augstāks ir sānu daivas līmenis, jo lielāka ir traucējumu iespējamība sānu daivas virzienā ar augstāko līmeni. Turklāt sānu daivu līmeņa palielināšana nozīmē, ka signāla jauda tiek nevajadzīgi izkliedēta. Ir veikts daudz pētījumu (sk., piemēram, ), taču šī raksta mērķis ir apskatīt “sloksnes pozicionēšanas” metodi, kas ir izrādījusies vienkārša, efektīva un lēta. Jebkura paraboliskā antena

var izstrādāt vai pat modificēt, izmantojot šo metodi (1. att.), lai samazinātu traucējumus starp antenām.

Tomēr vadošajām sloksnēm jābūt ļoti precīzi novietotām, lai panāktu sānu lāpstiņas samazināšanos. Šajā rakstā "sloksnes pozicionēšanas" metode tiek pārbaudīta eksperimentā.

Uzdevuma apraksts

Problēma ir formulēta šādi. Konkrētai paraboliskai antenai (1. att.) ir nepieciešams samazināt pirmās sānu daivas līmeni. Antenas starojuma shēma ir nekas vairāk kā Furjē transformācija antenas apertūras ierosmes funkcijai.

Attēlā 2. attēlā parādītas divas paraboliskās antenas diagrammas - bez svītrām (nepārtraukta līnija) un ar svītrām (līnija attēlota ar *), kas ilustrē faktu, ka, izmantojot svītras, pirmās sānu daivas līmenis samazinās, taču samazinās arī galvenā daiva, un līmenis maina arī atlikušās ziedlapiņas. Tas parāda, ka svītru novietojums ir ļoti kritisks. Sloksnes ir jānovieto tā, lai galvenās daivas platums pie pusjaudas vai antenas pastiprinājums manāmi nemainītos. Arī aizmugurējās daivas līmenim nevajadzētu manāmi mainīties. Atlikušo ziedlapu līmeņa pieaugums nav tik ievērojams, jo šo ziedlapu līmeni parasti ir daudz vieglāk samazināt nekā pirmo sānu daivu līmeni. Tomēr šim pieaugumam jābūt mērenam. Atcerēsimies arī to, ka att. 2 ir ilustratīvs.

Iepriekš minēto iemeslu dēļ, izmantojot "sloksnes pozicionēšanas" metodi, ir jāpatur prātā sekojošais: sloksnēm jābūt metāla, lai pilnībā atspoguļotu elektrisko lauku. Šajā gadījumā var skaidri noteikt svītru stāvokli. Šobrīd sānu daivas līmeņa mērījumi

Rīsi. 2. Antenas starojuma raksts bez svītrām (vienmērīgs)

un ar svītrām (

Rīsi. 3. Teorētiskā normalizētā starojuma shēma dB

tiek izmantotas divas metodes – teorētiskā un eksperimentālā. Abas metodes viena otru papildina, taču, tā kā mūsu pierādījumi ir balstīti uz eksperimentālo antenu diagrammu salīdzinājumu bez bojājumiem un ar svītrām, šajā gadījumā izmantosim eksperimentālo metodi.

A. Teorētiskā metode. Šī metode sastāv no:

Testējamās antenas teorētiskā starojuma modeļa (RP) atrašana,

Šī modeļa sānu daivu mērījumi.

Rakstu var ņemt no antenas tehniskās dokumentācijas vai aprēķināt, piemēram, izmantojot programmu Ma1!ab vai izmantojot jebkuru citu piemērotu programmu, izmantojot zināmas lauka attiecības.

Kā testējamā antena tika izmantota spoguļa paraboliskā antena P2P-23-YHA. DP teorētiskā vērtība tika iegūta, izmantojot formulu apļveida apertūrai ar vienmērīgu ierosmi:

]ka2E0e іkg Jl (ka 8Іпв)

Mērījumi un aprēķini veikti E-plaknē. Attēlā 3. attēlā parādīts normalizētais starojuma modelis polāro koordinātu sistēmā.

B. Eksperimentālā metode. Eksperimentālajā metodē jāizmanto divas antenas:

Testējamā uztvērēja antena,

Raidīšanas antena.

Pārbaudāmās antenas modeli nosaka, to pagriežot un ar nepieciešamo precizitāti fiksējot lauka līmeni. Lai uzlabotu precizitāti, rādījumus vēlams veikt decibelos.

B. Sānu daivu līmeņa regulēšana. Pēc definīcijas pirmās sānu ziedlapiņas ir tās, kas ir vistuvāk galvenajai ziedlapai. Lai fiksētu to stāvokli, ir nepieciešams izmērīt leņķi grādos vai radiānos starp galvenā starojuma virzienu un pirmās kreisās vai labās daivas maksimālā starojuma virzienu. Kreisās un labās puses daivu virzieniem jābūt vienādiem modeļa simetrijas dēļ, taču eksperimentālā modelī tas tā var nebūt. Tālāk jums arī jānosaka sānu daivu platums. To var definēt kā atšķirību starp raksta nullēm pa kreisi un pa labi no sānu daivas. Šeit arī vajadzētu sagaidīt simetriju, bet tikai teorētiski. Attēlā 5. attēlā parādīti eksperimentālie dati sānu daivas parametru noteikšanai.

Mērījumu sērijas rezultātā tika noteikts antenas P2P-23-YXA joslu novietojums, ko nosaka attālums (1,20-1,36)^ no antenas simetrijas ass līdz sloksnei.

Pēc sānu daivas parametru noteikšanas tiek noteikts svītru novietojums. Attiecīgie aprēķini tiek veikti gan teorētiskajiem, gan eksperimentālajiem modeļiem, izmantojot vienu un to pašu metodi, kas aprakstīta zemāk un ilustrēta attēlā. 6.

Konstante d - attālumu no paraboliskās antenas simetrijas ass līdz sloksnei, kas atrodas uz paraboliskā spoguļa atvēruma virsmas, nosaka šāda attiecība:

„d<Ф = ъ,

kur d ir eksperimentāli izmērītais attālums no simetrijas punkta uz spoguļa virsmas līdz sloksnei (5. att.); 0 - leņķis starp galvenā starojuma virzienu un eksperimentāli atrastā sānu daivas maksimuma virzienu.

C vērtību diapazons tiek atrasts pēc attiecības: c! = O/dv

vērtībām 0, kas atbilst sānu daivas sākumam un beigām (kas atbilst raksta nullēm).

Pēc diapazona C noteikšanas šis diapazons tiek sadalīts vairākās vērtībās, no kurām eksperimentāli tiek izvēlēta optimālā vērtība

Rīsi. 4. Eksperimentālā iestatīšana

Rīsi. 5. Sānu daivas parametru eksperimentālā noteikšana Fig. 6. Sloksnes pozicionēšanas metode

rezultātus

Tika pārbaudītas vairākas sloksņu pozīcijas. Pārvietojot sloksnes prom no galvenās daivas, bet atrastajā diapazonā C, rezultāti uzlabojās. Attēlā 7. attēlā parādīti divi raksti bez svītrām un ar svītrām, kas parāda nepārprotamu sānu daivu līmeņa pazemināšanos.

Tabulā 1. tabulā parādīti modeļa salīdzinošie parametri sānu daivu līmeņa, virziena un galvenās daivas platuma izteiksmē.

Secinājums

Sānu daivu līmeņa samazināšana, izmantojot sloksnes - par 23 dB (antenas sānu daivu līmenis bez svītrām -

12,43 dB). Galvenās ziedlapas platums paliek gandrīz nemainīgs. Apskatītā metode ir ļoti elastīga, jo to var izmantot jebkurai antenai.

Tomēr zināmas grūtības rada daudzceļu kropļojumu ietekme, kas saistīta ar zemes un apkārtējo objektu ietekmi uz modeli, kas izraisa sānu daivu līmeņa izmaiņas līdz 22 dB.

Apspriestā metode ir vienkārša, lēta un to var pabeigt īsā laikā. Tālāk mēs mēģināsim pievienot papildu svītras dažādās pozīcijās un pārbaudīt absorbcijas svītras. Papildus tiks veikts darbs pie problēmas teorētiskās analīzes, izmantojot ģeometriskās difrakcijas teorijas metodi.

Antenas P2F-23-NXA lineārais lielums - polārais grafiks

Rīsi. 7. DN antena P2F-23-NXA bez svītrām un ar svītrām

Antenu salīdzināšanas parametri

Sānu daivas līmenis

Teorētiskā shēma (programma Ma11a) shēma saskaņā ar tehnisko dokumentāciju 18 dB 15 dB

Izmērītais raksts bez svītrām 12,43 dB

Izmērīts raksts ar svītrām Ar daudzceļu Bez daudzceļu

Galvenās daivas platums grādos D D, dB

Teorētiskais DN (programma Ma^ab) 16 161,45 22,07

DN par tehnisko dokumentāciju 16 161,45 22.07

Izmērīts raksts bez svītrām 14.210.475 23.23

Izmērīts raksts ar svītrām 14 210 475 23,23

Literatūra

1. Balanis. C antenas teorija. 3. izd. Wiley 2005.

2. IEEE standarta pārbaudes procedūras antenām IEEE Std. 149 - 1965. gads.

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

4. Searle AD., Hamphrey AT. Zemas sānu lāpstiņas reflektora antenas dizains. Antenas un izplatība, desmitā starptautiskā konference par (Conf. Publ. Nr. 436) 1. sējums, 1997. gada 14.-17. aprīlis Lappuse(s):17 - 20 sēj.1. Iegūts 2008. gada 26. janvārī no IEEE datu bāzēm.

5. Schrank H. Zemas sānu lāpstiņas reflektora antenas. Antennas un izplatīšanas biedrības biļetens, IEEE 27. sējums, 2. izdevums, 1985. gada aprīlis Lappuse(s): 5–16. Iegūts 2008. gada 26. janvārī no IEEE datubāzēm.

6. Satoh T. shizuo Endo, Matsunaka N., Betsudan Si, Katagi T, Ebisui T. Sidelobe līmeņa samazināšana, uzlabojot statņa formu. Antenas un izplatīšana, IEEE Transactions on Volume 32, Issue 7, Jul 1984 Lappuse(s): 698 - 705. Iegūts 2008. gada 26. janvārī no IEEE datu bāzēm.

7. D. C. Dženna un V. V. T. Rašs. "Zemas sānu lāpstiņas reflektora dizains, izmantojot pretestības virsmas," IEEE Antennas Propagat., Soc./URSI Int. Symp. Rakt., sēj. ES varētu

1990, lpp. 152. Iegūts 2008. gada 26. janvārī no IEEE datu bāzēm.

8. D. C. Dženna un V. V. T. Rašs. "Zema sānu atstarotāja sintēze un dizains, izmantojot pretestības virsmas," IEEE Trans. Antenas Propagat., sēj. 39. lpp. 1372, septembris

1991. Iegūts 2008. gada 26. janvārī no IEEE datu bāzēm.

9. Monk A.D. un Cjamlcoals P.J.B. Adaptīvā nulles veidošana ar pārkonfigurējamu reflektora antenu, IEEE Proc. H, 1995, 142, (3), lpp. 220-224. Iegūts 2008. gada 26. janvārī no IEEE datu bāzēm.

10. Lam P., Shung-Wu Lee, Lang K, Chang D. Sidelobe samazināšana parabolisks reflektors ar papildu reflektoriem. Antenas un izplatīšana, IEEE darījumi ieslēgti. 35. sējums, 12. izdevums, 1987. gada decembris, lappuse(s): 1367-1374. Iegūts 2008. gada 26. janvārī no IEEE datu bāzēm.

Lai nomāktu sānu daivu pieprasījumu, tiek izmantota galvenās un sānu daivas starojuma enerģijas līmeņu atšķirība.

1.2.1. Pieprasījuma slāpēšana no vadības torņu virziena modeļa sānu daivām tiek veikta, izmantojot tā saukto trīs impulsu sistēmu (sk. 2. att.*).

Rīsi. 2 DRL sānu daivu pieprasījuma nomākšana, izmantojot trīs impulsu sistēmu

Diviem pieprasījuma koda impulsiem P1 un РЗ, ko izstaro virziena radara antena, tiek pievienots trešais impulss P2 (slāpēšanas impulss), ko izstaro atsevišķa daudzvirzienu antena (supresijas antena). Laika slāpēšanas impulss atpaliek par 2 μs no pieprasījuma koda pirmā impulsa. Slāpēšanas antenas starojuma enerģijas līmenis ir izvēlēts tā, lai uztveršanas vietās slāpēšanas signāla līmenis acīmredzami būtu lielāks par sānu daivu izstaroto signālu līmeni un mazāks par galvenās daivas izstaroto signālu līmeni. .

Transponderis salīdzina koda impulsu P1, РЗ un slāpēšanas impulsa P2 amplitūdas. Kad tiek saņemts vaicājuma kods sānu daivas virzienā, kad slāpēšanas signāla līmenis ir vienāds vai lielāks par vaicājuma koda signāla līmeni, atbilde netiek veikta. Atbilde tiek veikta tikai tad, ja P1, RZ līmenis ir lielāks par P2 līmeni par 9 dB vai vairāk.

1.2.2. Pieprasījuma slāpēšana no nosēšanās radara shēmas sānu daivām tiek veikta BPS blokā, kurā tiek realizēta slāpēšanas metode ar peldošu slieksni (sk. 3. att.).

3. att. Atbildes signālu paketes saņemšana
izmantojot slāpēšanas sistēmu ar peldošu slieksni

Šī metode sastāv no tā, ka BPS, izmantojot inerciālo izsekošanas sistēmu, no starojuma modeļa galvenās daivas saņemto signālu līmenis tiek saglabāts sprieguma veidā. Daļa no šī sprieguma, kas atbilst noteiktam līmenim, kas pārsniedz sānu daivas signālu līmeni, tiek iestatīta kā slieksnis pastiprinātāja izejā un nākamajā apstarošanas reizē tiek sniegta atbilde tikai tad, ja pieprasījuma signāli pārsniedz šī sliekšņa vērtību. . Šis spriegums tiek pielāgots turpmākajos apstarošanas gadījumos.

1.3. Atbildes signāla struktūra

Atbildes signāls, kas satur jebkuru informācijas vārdu, sastāv no koordinātu koda, atslēgas koda un informācijas koda (sk. 4.a* att.).

4. att. Atbildes koda struktūra

Koordinātu kods ir divu impulsu, tā struktūra katram informācijas vārdam ir atšķirīga (sk. 4.b,c* att.).

Atslēgas kods ir trīsimpulsu, tā struktūra katram informācijas vārdam ir atšķirīga (sk. 4.b,c* att.).

Informācijas kods satur 40 impulsus, kas veido 20 binārā koda bitus. Katra izlāde (sk. 4.a, d att.) satur divus impulsus, kas atrodas 160 μs attālumā viens no otra. Intervāls starp vienas izlādes impulsiem ir piepildīts ar citu izlāžu impulsiem. Katrs bits satur bināru informāciju: rakstzīmi “1” vai rakstzīmi “0”. SO-69 transponderā aktīvās pauzes metode tiek izmantota, lai pārraidītu divus simbolus; simbols “0” tiek pārraidīts ar impulsu, kas aizkavēts par 4 μs attiecībā pret brīdi, kurā būtu impulss, kas apzīmē simbolu “1”. pārraidīts. Divas iespējamās impulsa pozīcijas katram ciparam (“1” vai “0”) ir parādītas ar krustiņiem. Tiek pieņemts, ka laika intervāls starp diviem “1” (vai “0”) simboliem, kas seko viens otram, ir 8 µs. Tāpēc intervāls starp secīgajiem simboliem “1” un “0” būs 12 µs, un, ja simbolam “0” seko simbols “1”, tad intervāls starp impulsiem būs 4 µs.

Pirmais bits pārraida vienu impulsu, kas apzīmē vienu, ja tas tiek aizkavēts par 4 µs, un nulli, ja tas tiek aizkavēts par 8 µs. Otrais bits arī pārraida vienu impulsu, kas ir 2, ja tas tiek aizkavēts par 4 µs attiecībā pret iepriekšējo bitu, nulle, ja tas tiek aizkavēts par 8 µs. Trešais cipars pārraida 4 un 0, arī atkarībā no to atrašanās vietas, 4. cipars pārraida 8 un 0.

Tā, piemēram, skaitlis 6 tiek pārraidīts kā skaitlis 0110 binārā apzīmējumā, tas ir, kā summa 0+2+4+0 (skat. 1. att.)

160 μs laikā pārraidītā informācija tiek pārraidīta otrreiz nākamajās 160 μs, kas būtiski palielina informācijas pārraides trokšņu noturību.

Raksta platums (galvenā daiva) nosaka izstarotās elektromagnētiskās enerģijas koncentrācijas pakāpi.

Modeļa platums ir leņķis starp diviem virzieniem un galvenajā daivā, kurā elektromagnētiskā lauka intensitātes amplitūda ir 0,707 no maksimālās vērtības (vai 0,5 līmenis no maksimālās jaudas blīvuma vērtības).

Raksta platumu apzīmē šādi: 2θ 0,5 ir modeļa platums jaudas izteiksmē 0,5 līmenī; 2θ 0,707 - raksta platums atbilstoši intensitātei 0,707 līmenī.

Iepriekš parādītais indekss E vai H nozīmē raksta platumu attiecīgajā plaknē: , . Jaudas līmenis 0,5 atbilst 0,707 lauka intensitātes līmenim vai 3 dB līmenim logaritmiskā skalā:

Tās pašas antenas staru kūļa platums, ko attēlo lauka intensitāte, jauda vai logaritmiskā skala un mēra attiecīgajos līmeņos, būs vienāds:

Eksperimentāli raksta platumu var viegli atrast no vienā vai citā koordinātu sistēmā attēlotā raksta grafika, piemēram, kā parādīts attēlā.

Raksta sānu daivu līmenis nosaka antenas elektromagnētiskā lauka neīstā starojuma pakāpi. Tas ietekmē radiotehniskās ierīces darbības noslēpumu un elektromagnētiskās savietojamības kvalitāti ar tuvumā esošajām radioelektroniskajām sistēmām.

Relatīvais sānu daivas līmenis ir lauka intensitātes amplitūdas attiecība sānu daivas maksimuma virzienā pret lauka intensitātes amplitūdu galvenās daivas maksimuma virzienā:

Praksē šo līmeni izsaka absolūtās vienībās jeb decibelos. Vislielāko interesi rada pirmās sānu daivas līmenis. Dažreiz tie darbojas ar vidējo sānu daivu līmeni.

4. Raidošās antenas virziena koeficients un pastiprinājums.

Virziena koeficients kvantitatīvi raksturo reālo antenu virziena īpašības salīdzinājumā ar atskaites antenu, kas ir pilnīgi daudzvirzienu (izotropisks) emitētājs ar sfērisku rakstu:

Efektivitātes koeficients ir skaitlis, kas parāda, cik reižu reālas (virziena) antenas jaudas plūsmas blīvums P(θ,φ) ir lielāks par jaudas plūsmas blīvumu

Atsauces (visvirziena) antenas PE (θ,φ) tajā pašā virzienā un tajā pašā attālumā, ja antenu starojuma jaudas ir vienādas:

Ņemot vērā (1), mēs varam iegūt:

kur D 0 ir virziens maksimālā starojuma virzienā.

Praksē, runājot par antenas efektivitāti, mēs domājam vērtību, ko pilnībā nosaka antenas starojuma modelis:

Inženiertehniskajos aprēķinos tiek izmantota aptuvenā empīriskā formula, kas saista virziena koeficientu ar antenas raksta platumu galvenajās plaknēs:

Tā kā praksē ir grūti noteikt antenas starojuma jaudu (un vēl jo vairāk izpildīt nosacījumu par atsauces un reālās antenas starojuma jaudu vienādību), tiek ieviests antenas pastiprinājuma jēdziens, kas ņem vērā ne tikai antenas fokusēšanas īpašības, bet arī tās spēja pārveidot viena veida enerģiju citā .

Tas izpaužas faktā, ka lietderības koeficientam līdzīgā definīcijā stāvoklis mainās, un ir acīmredzams, ka atsauces antenas efektivitāte ir vienāda ar vienotību:

kur P A ir antenai piegādātā jauda.

Tad virziena koeficientu izsaka ar virziena koeficientu šādi:

kur η A ir antenas efektivitāte.

Praksē tiek izmantots G 0 - antenas pastiprinājums maksimālā starojuma virzienā.

5. Fāzes starojuma shēma. Antenas fāzes centra jēdziens.

Fāzes starojuma modelis ir antenas izstarotā elektromagnētiskā lauka fāzes atkarība no leņķa koordinātām. Tā kā antenas tālākajā zonā lauka vektori E un H atrodas fāzē, fāzes modelis ir vienādi saistīts ar antenas izstarotā EML elektriskajām un magnētiskajām sastāvdaļām. FDN tiek apzīmēts šādi:

Ψ = Ψ (θ,φ), ja r = konst.

Ja Ψ (θ,φ) pie r = const, tad tas nozīmē, ka antena veido viļņa fāzes priekšpusi sfēras formā. Šīs sfēras centru, kurā atrodas koordinātu sistēmas izcelsme, sauc par antenas fāzes centru (PCA). Ne visām antenām ir fāzes centrs.

Antenām, kurām ir fāzes centrs un vairāku daivu amplitūdas modelis ar skaidrām nullēm starp tām, lauka fāze blakus esošajās daivās atšķiras par (180 0). Attiecība starp vienas un tās pašas antenas amplitūdas un fāzes starojuma modeļiem ir parādīta nākamajā attēlā.

Tā kā elektromagnētisko viļņu izplatīšanās virziens un tā fāzes frontes novietojums katrā telpas punktā ir savstarpēji perpendikulāri, tad, izmērot viļņa fāzes frontes stāvokli, ir iespējams netieši noteikt virzienu uz starojuma avotu (virzienu atrašana ar fāzes metodēm).

• Antenas starojuma shēmas sānu daivas līmenis (SLL) ir relatīvais (normalizēts līdz maksimālajam starojuma modelim) antenas starojuma līmenis sānu daivu virzienā. Parasti UBL izsaka decibelos; retāk UBL tiek definēts “pēc jaudas” vai “pēc lauka”.

  Reālas (ierobežota izmēra) antenas paraugs ir oscilējoša funkcija, kurā tiek identificēts globālais maksimums, kas ir parauga galvenās daivas centrs, kā arī citi lokālie raksta maksimumi un atbilstošā tā sauktā sānu daļa. raksta daivas. Termins sānis ir jāsaprot kā sānis, nevis burtiski (ziedlapa ir vērsta uz sāniem). DN ziedlapiņas ir numurētas secībā, sākot ar galveno, kurai piešķirts nulle numurs. Modeļa difrakcijas (traucējumu) daiva, kas parādās retā antenas blokā, netiek uzskatīta par sānu. Raksta minimumus, kas atdala raksta daivas, sauc par nullēm (starojuma līmenis raksta nulles virzienos var būt patvaļīgi mazs, bet patiesībā starojums vienmēr ir klāt). Sānu starojuma reģions ir sadalīts apakšreģionos: tuvāko sānu daivu apgabals (blakus raksta galvenajai daivai), starpreģions un aizmugurējo sānu daivu apgabals (visa aizmugurējā puslode).

  Ar UBL mēs domājam modeļa lielākās sānu daivas relatīvo līmeni. Parasti lielākā sānu daiva ir pirmā (blakus galvenajai) sānu daiva.Antenām ar augstu virzienu tiek izmantots arī vidējais sānu starojuma līmenis (līdz maksimumam normalizēto modeli sānu starojuma sektorā vidēji nosaka leņķi) un tālāko sānu daivu līmenis (lielākās sānu daivas ziedlapiņas relatīvais līmenis aizmugurējo sānu ziedlapu zonā).

  Gareniskā starojuma antenām, lai novērtētu radiācijas līmeni "atpakaļ" virzienā (virzienā, kas ir pretējs starojuma modeļa galvenās daivas virzienam), tiek izmantots relatīvā aizmugurējā radiācijas līmeņa parametrs (no angļu valodas front/back, F/B - uz priekšu/atpakaļ attiecība), un, novērtējot UBL, šis starojums netiek ņemts vērā. Tāpat, lai novērtētu starojuma līmeni "sānu" virzienā (virzienā, kas ir perpendikulārs raksta galvenajai daivai), relatīvo sānu starojuma parametru (no angļu valodas front/side, F/S - forward/side ratio) tiek izmantots.

  UBL, kā arī starojuma modeļa galvenās daivas platums ir parametri, kas nosaka radioinženiersistēmu izšķirtspēju un trokšņu noturību. Tāpēc antenu izstrādes tehniskajās specifikācijās šiem parametriem tiek piešķirta liela nozīme. Stara platums un UBL tiek kontrolēti gan tad, kad antena tiek nodota ekspluatācijā, gan darbības laikā.

Saistītie jēdzieni

Fotoniskais kristāls ir cieta struktūra ar periodiski mainīgu dielektrisko konstanti jeb neviendabīgumu, kuras periods ir salīdzināms ar gaismas viļņa garumu.

Šķiedru Braga režģis (FBG) ir sadalīts Braga atstarotājs (difrakcijas režģa veids), kas izveidots optiskās šķiedras gaismu nesošajā kodolā. FBG ir šaurs atstarošanas spektrs, un tos izmanto šķiedru lāzeros, optisko šķiedru sensoros, lai stabilizētu un mainītu lāzeru un lāzerdiožu viļņa garumu utt.

Lai strāvas sadalījums visā antenas garumā ir nemainīgs:

Īstām antenām (piemēram, slotu viļņvadiem) vai drukātiem antenu blokiem bieži ir tieši šāds strāvas sadalījums. Aprēķināsim šādas antenas starojuma modeli:

Tagad izveidosim normalizētu modeli:

(4.1.)

Rīsi. 4.3. Lineāras antenas ar vienmērīgu strāvas sadalījumu starojuma shēma

Šajā starojuma shēmā var izdalīt šādas jomas:

1) Galvenā daiva ir starojuma shēmas daļa, kurā lauks ir maksimālais.

2) Sānu ziedlapiņas.

Nākamajā attēlā parādīts starojuma modelis polāro koordinātu sistēmā, kurā
ir vizuālāks izskats (4.4. att.).

Rīsi. 4.4. Lineāras antenas starojuma shēma ar vienmērīgu strāvas sadalījumu polāro koordinātu sistēmā

Kvantitatīvs antenas virziena novērtējums parasti tiek uzskatīts par antenas galvenās daivas platumu, ko nosaka vai nu līmenis -3 dB no maksimālā, vai nulle punkti. Noteiksim galvenās daivas platumu, pamatojoties uz nulles līmeni. Šeit mēs varam aptuveni pieņemt, ka ļoti virziena antenām:
. Nosacījumu, lai sistēmas reizinātājs būtu vienāds ar nulli, var aptuveni uzrakstīt šādi:

Ņemot vērā, ka
, pēdējo nosacījumu var pārrakstīt šādi:

Lielām antenas elektriskā garuma vērtībām (mazām antenas galvenās daivas pusplatuma vērtībām), ņemot vērā faktu, ka mazā argumenta sinuss ir aptuveni vienāds ar vērtību argumenta pēdējo attiecību var pārrakstīt šādi:

No kurienes mēs beidzot iegūstam attiecības, kas savieno galvenās daivas platumu un antenas izmēru viļņa garuma daļās:

No pēdējām attiecībām izriet svarīgs secinājums: fāzes lineārai antenai ar fiksētu viļņa garumu antenas garuma palielināšana noved pie starojuma modeļa sašaurināšanās.

Novērtēsim sānu daivu līmeni šajā antenā. No attiecības (4.1) var iegūt nosacījumu pirmās (maksimālās) sānu daivas leņķiskajam stāvoklim:

(-13 dB)

Izrādās, ka šajā gadījumā sānu daivu līmenis nav atkarīgs no antenas garuma un frekvences, bet tiek noteikts tikai pēc amplitūdas strāvas sadalījuma veida. Lai samazinātu UBL, ir jāatsakās no pieņemtā amplitūdas sadalījuma veida (vienmērīgs sadalījums) un jāpāriet uz sadalījumu, kas samazinās virzienā uz antenas malām.

5. Lineārais antenu bloks

5.1. Dienas lar izteiksmes atvasināšana

Izteiksme 4.2. ļauj viegli pāriet no lineāras nepārtrauktas antenu sistēmas lauka uz diskrēta antenu bloka lauku. Lai to izdarītu, pietiek norādīt strāvas sadalījumu zem integrāļa zīmes režģa funkcijas veidā (delta funkciju kopa) ar svariem, kas atbilst elementu ierosmes amplitūdām un atbilstošajām koordinātām. Šajā gadījumā rezultāts ir antenas bloka starojuma modelis kā diskrēta Furjē transformācija. Maģistrantiem šo pieeju atliek īstenot patstāvīgi kā vingrinājumu.

6. Afr sintēze noteiktā dienā.

6.1. Vēsturiskais apskats, antenu sintēzes problēmu īpatnības.

Bieži vien, lai nodrošinātu pareizu radiosistēmu darbību, antenas ierīcēm, kas ir to sastāvdaļa, tiek izvirzītas īpašas prasības. Tāpēc antenu projektēšana ar noteiktiem parametriem ir viens no svarīgākajiem uzdevumiem.

Pamatā prasības tiek izvirzītas antenas ierīces starojuma modelim (DP), un tās ir ļoti dažādas: konkrēta modeļa galvenās daivas forma (piemēram, sektora un kosekanta formā), noteikts starojuma līmenis. sānu daivas, var būt nepieciešama kritums noteiktā virzienā vai noteiktā leņķu diapazonā. Antenu teorijas sadaļu, kas veltīta šo problēmu risināšanai, sauc par antenu sintēzes teoriju.

Vairumā gadījumu precīzs sintēzes problēmas risinājums nav atrasts un var runāt par aptuvenām metodēm. Šādas problēmas ir pētītas diezgan ilgu laiku un ir atrastas daudzas metodes un paņēmieni. Arī antenu sintēzes problēmu risināšanas metodēm tiek izvirzītas noteiktas prasības: ātrums; ilgtspējība, t.i. zema jutība pret nelielām parametru izmaiņām (frekvence, antenas izmēri utt.); praktiskā iespējamība. Tiek aplūkotas vienkāršākās metodes: daļējās diagrammas un Furjē integrālis. Pirmā metode ir balstīta uz Furjē transformācijas analoģiju un savienojumu starp amplitūdas-fāzes sadalījumu un modeli; otrā ir balstīta uz modeļu sērijas paplašināšanu bāzes funkcijās (daļējos modeļos). Bieži vien ar šīm metodēm iegūtie risinājumi ir grūti pielietojami praksē (antenām ir slikti instrumentācijas raksturlielumi, amplitūdas-fāzes sadalījums (APD) ir grūti realizējams, risinājums ir nestabils). Tiek aplūkotas metodes, kas ļauj ņemt vērā PRA ierobežojumus un izvairīties no t.s. "virsvirziena efekts".

Atsevišķi ir vērts izcelt jauktās sintēzes problēmas, no kurām svarīgākā ir fāzes sintēzes problēma, t.i., fāzes sadalījuma atrašana noteiktai amplitūdai, kas noved pie nepieciešamā modeļa. Fāzu sintēzes problēmu nozīmīgumu var izskaidrot ar plašo fāzēto bloku antenu (PAA) izmantošanu. Metodes šādu problēmu risināšanai ir aprakstītas un.