Redusere nivået av sidelober på speilantenner ved å plassere metallstrimler i blenderåpningen

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

Universitetet i Notre Dame, Tripoli, Libanon

Introduksjon

I en verden med økende mobilitet er det et økende behov for mennesker å koble seg til og få tilgang til informasjon, uavhengig av hvor informasjonen befinner seg eller den enkelte. Ut fra disse betraktningene er det umulig å nekte for at telekommunikasjon, nemlig overføring av signaler over avstander, er et presserende behov. Kravene til at trådløse kommunikasjonssystemer skal være så perfekte og allestedsnærværende betyr at stadig mer effektive systemer må utvikles. Når du forbedrer et system, er det viktigste første trinnet å forbedre antennene, som er hovedelementet i nåværende og fremtidige systemer trådløs kommunikasjon. På dette stadiet, ved å forbedre kvaliteten på antenneparametrene, vil vi forstå en reduksjon i nivået på sidelobene av strålingsmønsteret. Å redusere nivået av sidelapper bør naturligvis ikke påvirke hovedloben til diagrammet. Nivåreduksjon sidelappØnskelig fordi for antenner som brukes som mottaker, gjør sidelobene systemet mer sårbart for bortkommen signaler. Ved sendeantenner reduserer sidelober informasjonssikkerheten, siden signalet kan mottas av en uønsket mottaker. Hovedvanskeligheten er at jo høyere sidelob-nivå, jo høyere er sannsynligheten for interferens i retning av sideloben med det høyeste nivået. I tillegg betyr å øke nivået på sidelobene at signalkraften forsvinner unødvendig. Mye forskning er gjort (se f.eks. ), men hensikten med denne artikkelen er å gjennomgå metoden for "strip posisjonering", som har vist seg å være enkel, effektiv og lav kostnad. Enhver parabolantenne

kan utvikles eller til og med modifiseres ved hjelp av denne metoden (fig. 1) for å redusere interferens mellom antenner.

Imidlertid må de ledende strimlene være svært nøyaktig plassert for å oppnå sidesløyfereduksjon. I denne artikkelen testes metoden for "strimmelposisjonering" gjennom eksperiment.

Beskrivelse av oppgaven

Problemstillingen er formulert som følger. For en bestemt parabolantenne (fig. 1) er det nødvendig å redusere nivået til den første sideloben. Antennestrålingsmønsteret er ikke annet enn Fourier-transformasjonen av antenneåpningseksitasjonsfunksjonen.

I fig. Figur 2 viser to diagrammer av en parabolantenne - uten striper (heltrukken linje) og med striper (linje avbildet med *), som illustrerer det faktum at når striper brukes, reduseres nivået til den første sideloben, men nivået på hovedlappen minker også, og nivået endrer også de gjenværende kronbladene. Dette viser at plasseringen av stripene er svært kritisk. Det er nødvendig å plassere stripene på en slik måte at bredden på hovedloben ved halv effekt eller antenneforsterkningen ikke endres merkbart. Nivået på baklappen skal heller ikke endres merkbart. Økningen i nivået av de gjenværende kronbladene er ikke så betydelig, siden nivået av disse kronbladene vanligvis er mye lettere å redusere enn nivået til de første sidelappene. Denne økningen bør imidlertid være moderat. La oss også huske at fig. 2 er illustrerende.

Av de ovennevnte grunner, når du bruker "strimmelposisjonering"-metoden, må følgende huskes: stripene må være av metall for å reflektere det elektriske feltet fullt ut. I dette tilfellet kan plasseringen av stripene tydelig bestemmes. Foreløpig målinger av sidelobsnivå

Ris. 2. Antennestrålingsmønster uten striper (solid)

og med striper (

Ris. 3. Teoretisk normalisert strålingsmønster i dB

to metoder brukes - teoretiske og eksperimentelle. Begge metodene utfyller hverandre, men siden vår bevis er basert på en sammenligning av eksperimentelle diagrammer av antenner uten sammenbrudd og med striper, vil vi i dette tilfellet bruke den eksperimentelle metoden.

A. Teoretisk metode. Denne metoden består av:

Finne det teoretiske strålingsmønsteret (RP) til antennen som testes,

Mål av sidelappene til dette mønsteret.

Mønsteret kan hentes fra den tekniske dokumentasjonen til antennen, eller kan beregnes for eksempel ved bruk av Ma1!ab-programmet eller ved bruk av et hvilket som helst annet passende program ved bruk av kjente relasjoner for feltet.

P2P-23-YHA speilparabolsk antenne ble brukt som antennen som ble testet. Den teoretiske verdien av DP ble oppnådd ved å bruke formelen for en sirkulær blenderåpning med jevn eksitasjon:

]ka2E0e іkg Jl (ka 8Іпв)

Målinger og beregninger ble utført i E-planet. I fig. Figur 3 viser det normaliserte strålingsmønsteret i det polare koordinatsystemet.

B. Eksperimentell metode. I den eksperimentelle metoden må to antenner brukes:

Mottaksantennen som testes,

Sender antenne.

Mønsteret til antennen som testes bestemmes ved å rotere den og fikse feltnivået med den nødvendige nøyaktigheten. For å forbedre nøyaktigheten er det å foretrekke å utføre avlesninger i desibel.

B. Justering av nivået på sidelobene. Per definisjon er de første sidebladene de som er nærmest hovedbladet. For å fikse posisjonen deres, er det nødvendig å måle vinkelen i grader eller radianer mellom retningen til hovedstrålingen og retningen til maksimal stråling av den første venstre eller høyre loben. Retningen til venstre og høyre sidelapp bør være den samme på grunn av symmetrien til mønsteret, men i et eksperimentelt mønster er dette kanskje ikke tilfelle. Deretter må du også bestemme bredden på sidelappene. Det kan defineres som forskjellen mellom mønsternullene til venstre og høyre for sideloben. Her bør man også forvente symmetri, men kun teoretisk. I fig. Figur 5 viser eksperimentelle data for å bestemme sidelobsparametrene.

Som et resultat av en serie målinger ble posisjonen til stripene for P2P-23-YXA-antennen bestemt, som er bestemt av avstanden (1,20-1,36)^ fra antennens symmetriakse til stripen.

Etter å ha bestemt sidelobsparametrene, bestemmes posisjonen til stripene. De tilsvarende beregningene utføres for både teoretiske og eksperimentelle mønstre ved bruk av samme metode, beskrevet nedenfor og illustrert i fig. 6.

Konstant d - avstanden fra symmetriaksen til den parabolske antennen til stripen som ligger på overflaten av åpningen til det parabolske speilet, bestemmes av følgende forhold:

„d<Ф = ъ,

hvor d er den eksperimentelt målte avstanden fra symmetripunktet på overflaten av speilet til stripen (fig. 5); 0 - vinkelen mellom retningen til hovedstrålingen og retningen til maksimum av sideloben funnet eksperimentelt.

Utvalget av C-verdier er funnet av forholdet: c! = O/dv

for verdier på 0 som tilsvarer begynnelsen og slutten av sideloben (tilsvarer nullpunktene i mønsteret).

Etter å ha bestemt området C, deles dette området inn i en rekke verdier, hvorfra den optimale verdien eksperimentelt velges

Ris. 4. Eksperimentell oppsett

Ris. 5. Eksperimentell bestemmelse av sidelobsparametere Fig. 6. Strip posisjoneringsmetode

resultater

Flere posisjoner av stripene ble testet. Når du flyttet strimlene bort fra hovedlappen, men innenfor det funnet området C, ble resultatene forbedret. I fig. Figur 7 viser to mønstre uten striper og med striper, som viser en tydelig reduksjon i nivået på sidelappene.

I tabellen Tabell 1 viser komparative parametere for mønsteret når det gjelder nivået på sidelappene, retningsevnen og bredden til hovedlappen.

Konklusjon

Reduksjon i nivået på sidelobene ved bruk av strips - med 23 dB (nivået på sidelobene til en antenne uten striper -

12,43 dB). Bredden på hovedbladet forblir nesten uendret. Metoden som diskuteres er veldig fleksibel, siden den kan brukes på en hvilken som helst antenne.

En viss vanskelighet er imidlertid påvirkningen av flerveisforvrengninger knyttet til påvirkningen fra jorden og omkringliggende objekter på mønsteret, noe som fører til en endring i nivået på sidelobene opp til 22 dB.

Metoden som diskuteres er enkel, rimelig og kan gjennomføres på kort tid. I det følgende vil vi prøve å legge til flere striper i forskjellige posisjoner og undersøke absorpsjonsstripene. I tillegg skal det arbeides med teoretisk analyse av problemstillingen ved bruk av metoden for geometrisk diffraksjonsteori.

Fjernfeltstrålingsmønster for antennen P2F-23-NXA lineær størrelse - polar plot

Ris. 7. DN-antenne P2F-23-NXA uten striper og med striper

Parametere for antennesammenligning

Sideloben nivå

Teoretisk mønster (program Ma11a) mønster iht teknisk dokumentasjon 18 dB 15 dB

Målt mønster uten striper 12,43 dB

Målt mønster med striper Med multibane Uten multibane

Hovedlobens bredde i grader D D, dB

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

DN for teknisk dokumentasjon 16.161,45 22.07

Målt mønster uten striper 14 210,475 23,23

Målt mønster med striper 14.210.475 23.23

Litteratur

1. Balanis. C Antenneteori. 3. utg. Wiley 2005.

2. IEEE standard testprosedyrer for antenner IEEE Std. 149 - 1965.

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

4. Searle AD., Humphrey AT. Lav sidelobe-reflektorantennedesign. Antennas and Propagation, Tenth International Conference on (Conf. Publ. No. 436) Volume 1, 14-17 April 1997 Side(r):17 - 20 vol.1. Hentet 26. januar 2008 fra IEEE-databaser.

5. Schrank H. Lav sidelobe reflektorantenner. Antennas and Propagation Society Newsletter, IEEE bind 27, utgave 2, april 1985 Side(r):5 - 16. Hentet 26. januar 2008 fra IEEE-databaser.

6. Satoh T. shizuo Endo, Matsunaka N., Betsudan Si, Katagi T, Ebisui T. Reduksjon av sidelobenivå ved forbedring av stagformen. Antennas and Propagation, IEEE Transactions on Volume 32, Issue 7, Jul 1984 Side(r):698 - 705. Hentet 26. januar 2008 fra IEEE-databaser.

7. D.C Jenn og W.V.T. Rusch. "Lav sidelobe-reflektordesign ved bruk av resistive overflater," i IEEE Antennas Propagat., Soc./URSI Int. Symp. Dig., vol. Jeg kan

1990, s. 152. Hentet 26. januar 2008 fra IEEE-databaser.

8. D.C Jenn og W.V.T. Rusch. "Lav sidesløjfereflektorsyntese og design ved bruk av resistive overflater," IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. 39, s. 1372, sept.

1991. Hentet 26. januar 2008 fra IEEE-databaser.

9. Monk A.D., og Cjamlcoals P.J.B. Adaptiv nullformasjon med en rekonfigurerbar reflektorantenne, IEEE Proc. H, 1995, 142, (3), s. 220-224. Hentet 26. januar 2008 fra IEEE-databaser.

10. Lam P., Shung-Wu Lee, Lang K, Chang D. Sidelobereduksjon av en parabolsk reflektor med hjelpereflektorer. Antenner og forplantning, IEEE-transaksjoner på. Bind 35, utgave 12, desember 1987 Side(r):1367-1374. Hentet 26. januar 2008 fra IEEE-databaser.

For å undertrykke forespørselen fra sidelobene, brukes forskjellen i energinivåene til strålingen fra hoved- og sidelobene.

1.2.1. Undertrykkelse av forespørselen fra sidelobene til retningsmønsteret til kontrolltårnene utføres ved hjelp av det såkalte trepulssystemet (se fig. 2*).

Ris. 2 Undertrykkelse av forespørsel fra DRL-sidelober ved bruk av et tre-pulssystem

Til de to forespørselskodepulsene P1 og РЗ som sendes ut av retningsradarantennen, legges en tredje puls P2 (undertrykkelsespuls), utsendt av en separat rundstråleantenne (undertrykkelsesantenne). Tidsundertrykkelsespulsen forsinker med 2 μs fra den første pulsen til forespørselskoden. Energinivået til undertrykkelsesantennestrålingen velges på en slik måte at på mottaksstedene er nivået til undertrykkelsessignalet åpenbart større enn nivået av signaler som sendes ut av sidelobene og mindre enn nivået av signaler som sendes ut av hovedloben .

Transponderen sammenligner amplitudene til kodepulsene P1, РЗ og undertrykkelsespulsen P2. Når en utspørringskode mottas i sidelob-retningen, når undertrykkelsessignalnivået er lik eller større enn utspørringskodesignalnivået, blir det ikke gitt noe svar. Responsen gjøres bare når nivået til P1, RZ er høyere enn nivået til P2 med 9 dB eller mer.

1.2.2. Undertrykkelse av forespørselen fra sidelobene til landingsradarmønsteret utføres i BPS-blokken, som implementerer en undertrykkelsesmetode med en flytende terskel (se fig. 3).

Fig.3 Motta en pakke med responssignaler
ved bruk av et undertrykkingssystem med en flytende terskel

Denne metoden består i det faktum at i BPS, ved bruk av et treghetssporingssystem, lagres nivået av signaler mottatt fra hovedloben til strålingsmønsteret i form av spenning. En del av denne spenningen, som tilsvarer et gitt nivå som overskrider nivået til sidesløjfesignalene, settes som en terskel ved utgangen til forsterkeren, og ved neste bestråling gis et svar bare når forespørselssignalene overskrider verdien av denne terskelen . Denne spenningen justeres i etterfølgende bestråling.

1.3. Responssignalstruktur

Responssignalet, som inneholder et hvilket som helst informasjonsord, består av en koordinatkode, en nøkkelkode og en informasjonskode (se fig. 4a*).

Fig.4 Struktur av svarkoden

Koordinatkoden er to-puls, dens struktur er forskjellig for hvert informasjonsord (se fig. 4b,c*).

Nøkkelkoden er tre-puls, dens struktur er forskjellig for hvert informasjonsord (se fig. 4b,c*).

Informasjonskoden inneholder 40 pulser, som utgjør 20 bits binær kode. Hver utladning (se fig. 4a, d) inneholder to pulser med en avstand på 160 μs. Intervallet mellom pulser av en utladning er fylt med pulser av andre utladninger. Hver bit har binær informasjon: tegnet "1" eller tegnet "0". I SO-69-transponderen brukes den aktive pausemetoden til å sende to symboler; "0"-symbolet sendes med en puls forsinket med 4 μs i forhold til tidspunktet da pulsen som angir "1"-symbolet vil være overført. De to mulige pulsposisjonene for hvert siffer ("1" eller "0") vises med kryss. Tidsintervallet mellom to "1" (eller "0") symboler etter hverandre antas å være 8 µs. Derfor vil intervallet mellom påfølgende symboler "1" og "0" være 12 µs, og hvis symbolet "0" følges av symbolet "1", vil intervallet mellom pulsene være 4 µs.

Den første biten sender en enkelt puls, som representerer en ener hvis den er forsinket med 4 µs og en null hvis den er forsinket med 8 µs. Den andre biten sender også en puls, som er 2 hvis den er forsinket med 4 µs i forhold til den forrige biten, null hvis den er forsinket med 8 µs. Det tredje sifferet sender 4 og 0, også avhengig av deres posisjon, sender det fjerde sifferet 8 og 0.

Så, for eksempel, blir tallet 6 overført som tallet 0110 i binær notasjon, det vil si som summen 0+2+4+0 (se fig. 1)

Informasjon som sendes på 160 μs, overføres en gang til i løpet av de neste 160 μs, noe som øker støyimmuniteten til informasjonsoverføring betydelig.

Bredden på mønsteret (hovedloben) bestemmer graden av konsentrasjon av den utsendte elektromagnetiske energien.

Bredden på mønsteret er vinkelen mellom to retninger og innenfor hovedloben, der amplituden til den elektromagnetiske feltstyrken er et nivå på 0,707 fra maksimalverdien (eller et nivå på 0,5 fra maksimal effekttetthetsverdi).

Bredden av mønsteret er angitt som følger: 2θ 0,5 er bredden av mønsteret i form av kraft på nivået 0,5; 2θ 0,707 - bredden på mønsteret i henhold til intensiteten på nivået 0,707.

Indeksen E eller H vist ovenfor betyr bredden på mønsteret i det tilsvarende planet: , . Et nivå på 0,5 i kraft tilsvarer et nivå på 0,707 i feltstyrke eller et nivå på 3 dB på en logaritmisk skala:

Strålebredden til den samme antennen, representert ved feltstyrke, kraft eller logaritmisk skala og målt på de tilsvarende nivåene, vil være den samme:

Eksperimentelt kan bredden på mønsteret lett finnes fra grafen til mønsteret avbildet i et eller annet koordinatsystem, for eksempel, som vist på figuren.

Nivået på sidelobene til mønsteret bestemmer graden av falsk stråling av det elektromagnetiske feltet fra antennen. Det påvirker hemmeligheten for driften av en radioteknisk enhet og kvaliteten på elektromagnetisk kompatibilitet med radioelektroniske systemer i nærheten.

Relativt sidelobsnivå er forholdet mellom feltstyrkeamplituden i retning av sidelobens maksimum og feltstyrkeamplituden i retning av hovedlobens maksimum:

I praksis uttrykkes dette nivået i absolutte enheter, eller i desibel. Nivået på den første sidelappen er av størst interesse. Noen ganger opererer de med det gjennomsnittlige nivået av sidelapper.

4. Retningskoeffisient og forsterkning av senderantennen.

Retningskoeffisienten karakteriserer kvantitativt retningsegenskapene til ekte antenner sammenlignet med en referanseantenne, som er en fullstendig rundstrålende (isotropisk) emitter med et sfærisk mønster:

Effektivitetsfaktoren er et tall som viser hvor mange ganger effektflukstettheten P(θ,φ) til en reell (retningsbestemt) antenne er større enn effektflukstettheten

PE (θ,φ) til referanseantennen (omnidireksjonell) i samme retning og i samme avstand, forutsatt at strålingseffektene til antennene er de samme:

Med hensyn til (1) kan vi oppnå:

hvor D 0 er retningsvirkningen i retning av maksimal stråling.

I praksis, når vi snakker om antenneeffektivitet, mener vi en verdi som er fullstendig bestemt av antennestrålingsmønsteret:

I tekniske beregninger brukes en omtrentlig empirisk formel som relaterer retningsfaktoren til bredden på antennemønsteret i hovedplanene:

Siden det i praksis er vanskelig å bestemme strålingseffekten til en antenne (og enda mer å oppfylle betingelsen om likhet mellom strålingseffektene til referanseantenner og reelle antenner), introduseres begrepet antenneforsterkning, som tar hensyn til ikke bare fokuseringsegenskapene til antennen, men også dens evne til å konvertere en type energi til en annen.

Dette kommer til uttrykk i det faktum at i en definisjon som ligner effektivitetsfaktoren, endres tilstanden, og det er åpenbart at effektiviteten til referanseantennen er lik enhet:

hvor P A er strømmen som leveres til antennen.

Deretter uttrykkes retningskoeffisienten i form av retningskoeffisienten som følger:

hvor η A er antenneeffektiviteten.

I praksis brukes G 0 - antenneforsterkningen i retning av maksimal stråling.

5. Fasestrålingsmønster. Konseptet med fasesenteret til antennen.

Fasestrålingsmønsteret er avhengigheten av fasen til det elektromagnetiske feltet som sendes ut av antennen på vinkelkoordinatene. Siden i den fjerne sonen av antennen er feltvektorene E og H i fase, er fasemønsteret like relatert til de elektriske og magnetiske komponentene til EMF som sendes ut av antennen. FDN er utpekt som følger:

Ψ = Ψ (θ,φ) for r = konst.

Hvis Ψ (θ,φ) ved r = const, betyr dette at antennen danner fasefronten til bølgen i form av en kule. Sentrum av denne sfæren, der opprinnelsen til koordinatsystemet er lokalisert, kalles antennens fasesenter (PCA). Ikke alle antenner har fasesenter.

For antenner som har et fasesenter og et multi-lobe-amplitudemønster med klare nuller mellom seg, avviker feltfasen i tilstøtende lober med (180 0). Forholdet mellom amplitude- og fasestrålingsmønstrene til den samme antennen er illustrert av følgende figur.

Siden forplantningsretningen til elektromagnetiske bølger og posisjonen til fasefronten er gjensidig vinkelrett på hvert punkt i rommet, ved å måle posisjonen til fasefronten til bølgen, er det mulig å indirekte bestemme retningen til strålingskilden (retningen finne ved fase metoder).

• Sidelobenivået (SLL) til antennestrålingsmønsteret er det relative (normaliserte til maksimalt strålingsmønster) nivå av antennestråling i retning av sidelobene. Som regel uttrykkes UBL i desibel; sjeldnere er UBL definert "av makt" eller "ved felt".

  Mønsteret til en reell (endelig størrelse) antenne er en oscillerende funksjon der et globalt maksimum er identifisert, som er sentrum av mønsterets hovedlob, samt andre lokale maksimumer av mønsteret og den tilsvarende såkalte siden lober av mønsteret. Begrepet lateral skal forstås som sidelengs, og ikke bokstavelig (kronblad rettet "sidelengs"). DN-kronbladene er nummerert i rekkefølge, og starter med det viktigste, som er tildelt tallet null. Diffraksjons- (interferens)-lappen til et mønster som vises i en sparsom antennegruppe regnes ikke som sideveis. Minimaet til mønsteret som skiller lappene til mønsteret kalles nuller (strålingsnivået i retningene til mønsternullene kan være vilkårlig lite, men i virkeligheten er stråling alltid til stede). Den laterale strålingsregionen er delt inn i underregioner: regionen til de nære sidelappene (ved siden av mønsterets hovedlapp), den mellomliggende regionen og regionen til de bakre sidelappene (hele bakre halvkule).

  Med UBL mener vi det relative nivået til mønsterets største sidelob. Som regel er den største sideloben den første (ved siden av hoved) sideloben. For antenner med høy retningsevne brukes også gjennomsnittsnivået av sidestråling (mønsteret som er normalisert til sitt maksimum er gjennomsnittet i sektoren sidestråling vinkler) og nivået på fjerne sidelapper (det relative nivået til det største sidelappbladet i området til de bakre sidebladene).

  For langsgående strålingsantenner, for å vurdere strålingsnivået i "bakover" retning (i retning motsatt retningen til hovedloben til strålingsmønsteret), brukes den relative bakre strålingsnivåparameteren (fra engelsk foran/bakside, F/B - frem/bak-forhold), og ved estimering av UBL tar ikke denne strålingen hensyn til. For å vurdere strålingsnivået i "sidelengs" -retningen (i retningen vinkelrett på mønsterets hovedlob), den relative sidestrålingsparameteren (fra engelsk front/side, F/S - forward/side ratio) benyttes.

  UBL, så vel som bredden på hovedloben til strålingsmønsteret, er parametere som bestemmer oppløsningen og støyimmuniteten til radiotekniske systemer. Derfor, i de tekniske spesifikasjonene for utvikling av antenner, er disse parameterne gitt stor betydning. Strålebredden og UBL styres både når antennen settes i drift og under drift.

Beslektede begreper

En fotonisk krystall er en solid struktur med en periodisk skiftende dielektrisk konstant eller inhomogenitet, hvis periode er sammenlignbar med lysets bølgelengde.

Et fiber Bragg-gitter (FBG) er en distribuert Bragg-reflektor (en type diffraksjonsgitter) dannet i den lysbærende kjernen til en optisk fiber. FBG-er har et smalt refleksjonsspektrum og brukes i fiberlasere, fiberoptiske sensorer, for å stabilisere og endre bølgelengden til lasere og laserdioder, etc.

La strømfordelingen langs antennens lengde være konstant:

Ekte antenner (for eksempel sporbølgeledere) eller trykte antenner har ofte akkurat denne strømfordelingen. La oss beregne strålingsmønsteret til en slik antenne:

La oss nå bygge et normalisert mønster:

(4.1.)

Ris. 4.3 Strålingsmønster for en lineær antenne med jevn strømfordeling

Følgende områder kan skilles i dette strålingsmønsteret:

1) Hovedloben er den delen av strålingsmønsteret hvor feltet er maksimalt.

2) Sideblader.

Følgende figur viser strålingsmønsteret i det polare koordinatsystemet, hvor
har et mer visuelt utseende (fig. 4.4).

Ris. 4.4 Strålingsmønster for en lineær antenne med jevn strømfordeling i et polart koordinatsystem

En kvantitativ vurdering av antennedirektiviteten anses vanligvis å være bredden på antennens hovedlob, som bestemmes enten av et nivå på -3 dB fra maksimum eller av nullpunkter. La oss bestemme bredden på hovedloben basert på nivået på nuller. Her kan vi omtrent anta at for sterkt retningsbestemte antenner:
. Betingelsen for at systemmultiplikatoren skal være lik null kan tilnærmet skrives som følger:

Vurderer
, kan den siste betingelsen skrives om på denne måten:

For store verdier av den elektriske lengden til antennen (for små verdier av halvbredden til hovedloben til antennen), tatt i betraktning det faktum at sinusen til det lille argumentet er omtrent lik verdien av argumentet kan den siste relasjonen skrives om som:

Fra hvor vi endelig får forholdet som forbinder bredden av hovedloben og størrelsen på antennen i brøkdeler av bølgelengden:

En viktig konklusjon følger av det siste forholdet: for en i-fase lineær antenne ved en fast bølgelengde, fører økning av antennelengden til en innsnevring av strålingsmønsteret.

La oss anslå nivået på sidelobene i denne antennen. Fra relasjon (4.1) kan vi få betingelsen for vinkelposisjonen til den første (maksimale) sideloben:

(-13 dB)

Det viser seg at i dette tilfellet er nivået på sidelobene ikke avhengig av antennelengden og frekvensen, men bestemmes bare av typen amplitudestrømfordeling. For å redusere UBL bør man forlate den aksepterte typen amplitudefordeling (uniform distribusjon), og gå over til en fordeling som avtar mot kantene på antennen.

5. Lineær antennegruppe

5.1. Avlede uttrykket for dag lar

Uttrykk 4.2. lar deg enkelt flytte fra feltet til et lineært kontinuerlig antennesystem til feltet til en diskret antennegruppe. For å gjøre dette er det nok å spesifisere strømfordelingen under integrertegnet i form av en gitterfunksjon (et sett med deltafunksjoner) med vekter som tilsvarer eksitasjonsamplitudene til elementene og de tilsvarende koordinatene. I dette tilfellet er resultatet strålingsmønsteret for antennegruppen som en diskret Fourier-transformasjon. Masterstudenter blir overlatt til å implementere denne tilnærmingen selvstendig som en øvelse.

6. Syntese av afr på en gitt dag.

6.1. Historisk gjennomgang, trekk ved antennesynteseproblemer.

Ofte, for å sikre riktig drift av radiosystemer, stilles det spesielle krav til antenneenhetene som er en del av dem. Derfor er design av antenner med spesifiserte egenskaper en av de viktigste oppgavene.

I utgangspunktet er kravene pålagt strålingsmønsteret (DP) til antenneenheten og er svært forskjellige: en spesifikk form av hovedloben til mønsteret (for eksempel i form av en sektor og cosecant), et visst nivå av sidelober, kan det være nødvendig med et fall i en gitt retning eller i et gitt vinklerområde. Den delen av antenneteori som er viet til å løse disse problemene kalles antennesynteseteori.

I de fleste tilfeller har man ikke funnet en eksakt løsning på synteseproblemet, og vi kan snakke om omtrentlige metoder. Slike problemer har vært studert i ganske lang tid og mange metoder og teknikker er funnet. Metoder for å løse antennesynteseproblemer er også underlagt visse krav: hastighet; bærekraft, dvs. lav følsomhet for mindre endringer i parametere (frekvens, antennestørrelser, etc.); praktisk gjennomførbarhet. De enkleste metodene vurderes: deldiagrammer og Fourier-integralet. Den første metoden er basert på analogien til Fourier-transformasjonen og sammenhengen mellom amplitude-fasefordelingen og mønsteret; den andre er basert på utvidelsen av mønsterserien til basisfunksjoner (delmønstre). Ofte er løsningene som oppnås ved disse metodene vanskelige å anvende i praksis (antenner har dårlige instrumenteringsegenskaper, amplitude-fasefordelingen (APD) er vanskelig å implementere, løsningen er ustabil). Metoder som gjør det mulig å ta hensyn til begrensninger på PRA og unngå såkalte vurderes. "overretningseffekt".

Separat er det verdt å fremheve problemene med blandet syntese, hvorav det viktigste er problemet med fasesyntese, det vil si å finne fasefordelingen for en gitt amplitude, som fører til det nødvendige mønsteret. Relevansen av fasesynteseproblemer kan forklares med den utbredte bruken av fasede array-antenner (PAA). Metoder for å løse slike problemer er beskrevet i, og.