Metall chiziqlarni diafragmaga joylashtirish orqali oyna antennalarining yon qismlari darajasini pasaytirish

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

Notr-Dam universiteti, Tripoli, Livan

Kirish

Harakatchanlik kuchayib borayotgan dunyoda, axborot qayerda joylashganligi yoki shaxsdan qat'i nazar, odamlarning ulanishi va axborotga kirishiga ehtiyoj ortib bormoqda. Ushbu mulohazalardan kelib chiqib, telekommunikatsiyalar, ya'ni signallarni masofalarga uzatish dolzarb ehtiyoj ekanligini inkor etib bo'lmaydi. Simsiz aloqa tizimlariga bo'lgan talablar shunchalik mukammal va hamma joyda mavjud bo'lishi, tobora samaraliroq tizimlarni ishlab chiqish zarurligini anglatadi. Tizimni takomillashtirishda asosiy dastlabki qadam joriy va kelajakdagi tizimlarning asosiy elementi bo'lgan antennalarni yaxshilashdir. simsiz aloqa. Ushbu bosqichda, antenna parametrlarining sifatini yaxshilash orqali biz uning radiatsiya naqshining yon loblari darajasining pasayishini tushunamiz. Yon loblar darajasini pasaytirish, tabiiyki, diagrammaning asosiy lobiga ta'sir qilmasligi kerak. Darajani pasaytirish yon lob ma'qul, chunki qabul qiluvchi sifatida ishlatiladigan antennalar uchun yon bo'laklar tizimni adashgan signallarga nisbatan zaifroq qiladi. Uzatuvchi antennalarda yon loblar axborot xavfsizligini pasaytiradi, chunki signalni istalmagan qabul qiluvchi tomon qabul qilishi mumkin. Asosiy qiyinchilik shundaki, sidelobe darajasi qanchalik baland bo'lsa, eng yuqori darajaga ega bo'lgan sidelobe yo'nalishi bo'yicha aralashish ehtimoli shunchalik yuqori bo'ladi. Bundan tashqari, yon loblar darajasini oshirish signal kuchining keraksiz ravishda tarqalishini anglatadi. Ko'p tadqiqotlar olib borildi (masalan, qarang), ammo ushbu maqolaning maqsadi oddiy, samarali va arzonligi isbotlangan "chiziqni joylashtirish" usulini ko'rib chiqishdir. Har qanday parabolik antenna

antennalar orasidagi shovqinni kamaytirish uchun ushbu usul yordamida ishlab chiqilishi yoki hatto o'zgartirilishi mumkin (1-rasm).

Shu bilan birga, o'tkazgich chiziqlari yon tomonning qisqarishiga erishish uchun juda aniq joylashtirilgan bo'lishi kerak. Ushbu maqolada "chiziqni joylashtirish" usuli tajriba orqali sinovdan o'tkaziladi.

Vazifa tavsifi

Muammo quyidagicha tuzilgan. Muayyan parabolik antenna uchun (1-rasm) birinchi yon lobning darajasini pasaytirish kerak. Antennaning radiatsiya sxemasi antenna diafragmasining qo'zg'alish funktsiyasining Furye transformatsiyasidan boshqa narsa emas.

Shaklda. 2-rasmda parabolik antennaning ikkita diagrammasi ko'rsatilgan - chiziqlarsiz (qattiq chiziq) va chiziqlar bilan (chiziq * bilan tasvirlangan), chiziqlar ishlatilsa, birinchi yon bo'lakning darajasi pasayadi, ammo uning darajasi pasayadi. asosiy lob ham kamayadi va daraja qolgan barglarni ham o'zgartiradi. Bu chiziqlarning holati juda muhim ekanligini ko'rsatadi. Chiziqlarni shunday joylashtirish kerakki, asosiy lobning kengligi yarim quvvatda yoki antennaning daromadi sezilarli darajada o'zgarmaydi. Orqa lobning darajasi ham sezilarli darajada o'zgarmasligi kerak. Qolgan gulbarglar darajasining ortishi unchalik ahamiyatli emas, chunki bu gulbarglarning darajasini odatda birinchi yon loblar darajasiga qaraganda kamaytirish ancha oson. Biroq, bu o'sish o'rtacha bo'lishi kerak. Shuni ham eslaylikki, rasm. 2 tasviriy.

Yuqoridagi sabablarga ko'ra, "chiziqni joylashtirish" usulini qo'llashda quyidagilarni yodda tutish kerak: elektr maydonini to'liq aks ettirish uchun chiziqlar metall bo'lishi kerak. Bunday holda, chiziqlar holatini aniq aniqlash mumkin. Hozirgi vaqtda yon lob darajasini o'lchash

Guruch. 2. Chiziqsiz antenna nurlanish namunasi (qattiq)

va chiziqlar bilan (

Guruch. 3. Nazariy normallashtirilgan nurlanish sxemasi dB

ikkita usul qo'llaniladi - nazariy va eksperimental. Ikkala usul ham bir-birini to'ldiradi, ammo bizning dalillarimiz antennalarning eksperimental diagrammalarini buzilishsiz va chiziqlar bilan taqqoslashga asoslanganligi sababli, bu holda biz eksperimental usuldan foydalanamiz.

A. Nazariy metod. Bu usul quyidagilardan iborat:

Sinov qilinayotgan antennaning nazariy nurlanish sxemasini (RP) topish,

Ushbu naqshning yon loblarining o'lchovlari.

Naqsh antennaning texnik hujjatlaridan olinishi mumkin yoki masalan, Ma1!ab dasturi yordamida yoki maydon uchun ma'lum munosabatlardan foydalangan holda boshqa mos dastur yordamida hisoblanishi mumkin.

Sinov ostidagi antenna sifatida P2P-23-YHA oyna parabolik antennasi ishlatilgan. DP ning nazariy qiymati bir xil qo'zg'alish bilan dumaloq diafragma formulasi yordamida olingan:

]ka2E0e ikkg Jl (ka 8Ipv)

O'lchovlar va hisob-kitoblar E-tekisligida amalga oshirildi. Shaklda. 3-rasmda qutb koordinata tizimidagi normallashtirilgan nurlanish sxemasi ko'rsatilgan.

B. Eksperimental usul. Eksperimental usulda ikkita antennadan foydalanish kerak:

Sinov ostidagi qabul qiluvchi antenna,

Uzatuvchi antenna.

Sinov qilinayotgan antennaning namunasi uni aylantirish va maydon darajasini kerakli aniqlik bilan mahkamlash orqali aniqlanadi. Aniqlikni oshirish uchun o'qishni desibellarda bajarish afzaldir.

B. Yon loblar darajasini sozlash. Ta'rifga ko'ra, birinchi yon gulbarglar asosiy gulbargga eng yaqin bo'lganlardir. Ularning holatini aniqlash uchun asosiy nurlanish yo'nalishi va birinchi chap yoki o'ng lobning maksimal nurlanish yo'nalishi o'rtasidagi burchakni daraja yoki radianda o'lchash kerak. Chap va o'ng yon loblarning yo'nalishlari naqshning simmetriyasi tufayli bir xil bo'lishi kerak, ammo eksperimental naqshda bunday bo'lmasligi mumkin. Keyinchalik, siz yon loblarning kengligini ham aniqlashingiz kerak. Bu yon lobning chap va o'ng tomonidagi naqsh nollari orasidagi farq sifatida aniqlanishi mumkin. Bu erda simmetriyani ham kutish kerak, lekin faqat nazariy jihatdan. Shaklda. 5-rasmda yon lob parametrlarini aniqlash bo'yicha eksperimental ma'lumotlar ko'rsatilgan.

Bir qator o'lchovlar natijasida P2P-23-YXA antennasi uchun chiziqlar holati aniqlandi, ular antennaning simmetriya o'qidan chiziqgacha bo'lgan masofa (1.20-1.36) ^ bilan belgilanadi.

Yon lob parametrlarini aniqlagandan so'ng, chiziqlar o'rni aniqlanadi. Tegishli hisob-kitoblar ham nazariy, ham eksperimental naqshlar uchun quyida tavsiflangan va rasmda ko'rsatilgan bir xil usul yordamida amalga oshiriladi. 6.

Doimiy d - parabolik antennaning simmetriya o'qidan parabolik oynaning teshigi yuzasida joylashgan chiziqgacha bo'lgan masofa quyidagi munosabat bilan aniqlanadi:

"d<Ф = ъ,

bu erda d - ko'zgu yuzasidagi simmetriya nuqtasidan chiziqqa qadar eksperimental o'lchangan masofa (5-rasm); 0 - asosiy nurlanish yo'nalishi va eksperimental ravishda topilgan yon lobning maksimal yo'nalishi o'rtasidagi burchak.

C qiymatlari diapazoni quyidagi munosabatlar orqali topiladi: c! = O/dv

yon lobning boshi va oxiriga to'g'ri keladigan 0 qiymatlari uchun (naqshning nollariga to'g'ri keladi).

C diapazoni aniqlangandan so'ng, bu diapazon bir qator qiymatlarga bo'linadi, ulardan optimal qiymat eksperimental ravishda tanlanadi.

Guruch. 4. Eksperimental sozlash

Guruch. 5. Yon lob parametrlarini eksperimental aniqlash rasm. 6. Stripni joylashtirish usuli

natijalar

Chiziqlarning bir nechta pozitsiyalari sinovdan o'tkazildi. Chiziqlarni asosiy lobdan uzoqlashtirganda, lekin topilgan C oralig'ida natijalar yaxshilandi. Shaklda. 7-rasmda yon loblar darajasining aniq pasayishini ko'rsatadigan chiziqlarsiz va chiziqlar bilan ikkita naqsh ko'rsatilgan.

Jadvalda 1-jadvalda yon loblar darajasi, asosiy lobning yo'nalishi va kengligi bo'yicha naqshning qiyosiy parametrlari ko'rsatilgan.

Xulosa

Chiziqlardan foydalanganda yon bo'laklar darajasining pasayishi - 23 dB ga (chiziqsiz antennaning yon bo'laklari darajasi -

12,43 dB). Asosiy gulbargning kengligi deyarli o'zgarishsiz qolmoqda. Ko'rib chiqilgan usul juda moslashuvchan, chunki u har qanday antennaga qo'llanilishi mumkin.

Biroq, ma'lum bir qiyinchilik - bu erning va uning atrofidagi ob'ektlarning naqshga ta'siri bilan bog'liq bo'lgan ko'p yo'nalishli buzilishlarning ta'siri, bu esa yon loblar darajasining 22 dB gacha o'zgarishiga olib keladi.

Muhokama qilingan usul oddiy, arzon va qisqa vaqt ichida bajarilishi mumkin. Quyida biz turli pozitsiyalarda qo'shimcha chiziqlar qo'shishga harakat qilamiz va assimilyatsiya chiziqlarini tekshiramiz. Bundan tashqari, geometrik diffraktsiya nazariyasi usulidan foydalanib, masalani nazariy tahlil qilish bo'yicha ishlar olib boriladi.

P2F- 23-NXA antennasining uzoq maydon nurlanishining chiziqli kattaligi - qutbli chizma

Guruch. 7. DN antenna P2F-23-NXA chiziqlarsiz va chiziqlar bilan

Antennani taqqoslash parametrlari

Yon lob darajasi

Texnik hujjatlarga muvofiq nazariy naqsh (Ma11a dasturi) naqsh 18 dB 15 dB

Chiziqsiz o'lchangan naqsh 12,43 dB

Chiziqli o'lchangan naqsh Ko'p yo'l bilan Ko'p yo'lsiz

D D, dB darajalarida asosiy lobning kengligi

Nazariy DN (Ma^ab dasturi) 16,161,45 22.07.

Texnik hujjatlar uchun DN 16,161.45 22.07

Chiziqsiz o'lchangan naqsh 14,210.475 23.23

Chiziqli o'lchangan naqsh 14,210.475 23.23

Adabiyot

1. Balanis. C Antenna nazariyasi. 3-nashr. Wiley 2005 yil.

2. Antennalar uchun IEEE standart sinov protseduralari IEEE Std. 149-1965 yillar.

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

4. Searle AD., Humphrey AT. Past tomonli reflektorli antenna dizayni. Antennalar va tarqalish, O'ninchi xalqaro konferentsiya (Konf. nashriyot № 436) 1-jild, 14-17 aprel 1997 yil Sahifalar: 17 - 20 jild. 2008-yil 26-yanvarda IEEE maʼlumotlar bazasidan olindi.

5. Schrank H. Pastki yonboshli reflektorli antennalar. Antennalar va Tarqatish Jamiyati Axborotnomasi, IEEE 27-jild, 2-son, 1985-yil aprel, Sahifalar:5 - 16. IEEE maʼlumotlar bazalaridan 2008-yil 26-yanvarda olindi.

6. Satoh T. shizuo Endo, Matsunaka N., Betsudan Si, Katagi T, Ebisui T. Strut shaklini yaxshilash orqali Sidelobe darajasini pasaytirish. Antennalar va tarqalish, IEEE Transactions on Volume 32, Issue 7, Jul 1984 Page(s):698 - 705. IEEE ma'lumotlar bazalaridan 2008 yil 26 yanvarda olindi.

7. D. C Jenn va V. V. T. Rusch. IEEE Antennas Propagat., Soc./URSI Int.da "Rezistiv sirtlardan foydalangan holda past yonboshli reflektor dizayni". Simp. Dig., jild. Men mumkin

1990, p. 152. IEEE ma'lumotlar bazalaridan 2008 yil 26 yanvarda olindi.

8. D. C Jenn va V. V. T. Rusch. "Rezistiv yuzalar yordamida past yonboshli reflektor sintezi va dizayni", IEEE Trans. Antennalar propagat., jild. 39, p. 1372 yil, sentyabr

1991. IEEE ma'lumotlar bazalaridan 2008 yil 26 yanvarda olingan.

9. Monk A.D. va Cjamlcoals P.J.B. Qayta konfiguratsiya qilinadigan reflektor antennasi bilan moslashtirilgan null shakllanishi, IEEE Proc. H, 1995, 142, (3), bet. 220-224. 2008-yil 26-yanvarda IEEE maʼlumotlar bazasidan olindi.

10. Lam P., Shung-Vu Li, Lang K, Chang D. Yordamchi reflektorlar bilan parabolik reflektorning Sidelobe qisqarishi. Antennalar va tarqalish, IEEE Transactions on. 35-jild, 12-son, 1987-yil dekabr, Sahifalar:1367-1374. 2008-yil 26-yanvarda IEEE maʼlumotlar bazasidan olindi.

Yon bo'laklarning so'rovini bostirish uchun asosiy va yon loblarning nurlanishining energiya darajasidagi farq ishlatiladi.

1.2.1. Boshqaruv minoralarining yo'nalishli naqshining yon bo'laklaridan so'rovni bostirish uchta impulsli tizim deb ataladigan tizim yordamida amalga oshiriladi (2-rasmga qarang *).

Guruch. 2 Uch pulsli tizim yordamida DRL yon loblaridan so'rovni bostirish

Yo'nalishli radar antennasi tomonidan chiqarilgan P1 va RZ so'rov kodlarining ikkita impulslariga alohida ko'p yo'nalishli antenna (bostirish antennasi) tomonidan chiqariladigan uchinchi P2 impulsi (bostirish pulsi) qo'shiladi. Vaqtni bostirish pulsi so'rov kodining birinchi zarbasidan 2 ms ga ortda qoladi. Bostirish antennasi nurlanishining energiya darajasi shunday tanlanadiki, qabul qilish joylarida bostirish signali darajasi yon bo'laklar chiqaradigan signallar darajasidan kattaroq va asosiy lob chiqaradigan signallar darajasidan kamroq bo'ladi. .

Transponder P1, RZ kod impulslarining amplitudalarini va P2 bostirish impulsini solishtiradi. Yon lob yo'nalishida so'roq kodi qabul qilinganda, bostirish signali darajasi so'roq kodining signal darajasiga teng yoki undan katta bo'lsa, javob berilmaydi. Javob faqat P1, RZ darajasi P2 darajasidan 9 dB yoki undan yuqori bo'lganda amalga oshiriladi.

1.2.2. Qo'nish radarining yon qismlaridan so'rovni bostirish BPS blokida amalga oshiriladi, bu suzuvchi pol bilan bostirish usulini amalga oshiradi (3-rasmga qarang).

Fig.3 Javob signallari paketini qabul qilish
suzuvchi polga ega bo'lgan bostirish tizimidan foydalanganda

Bu usul shundan iboratki, BPSda inertial kuzatuv tizimidan foydalangan holda radiatsiya naqshining asosiy lobidan olingan signallar darajasi kuchlanish shaklida saqlanadi. Yon lob signallari darajasidan oshib ketadigan ma'lum darajaga mos keladigan ushbu kuchlanishning bir qismi kuchaytirgichning chiqishida chegara sifatida o'rnatiladi va keyingi nurlanishda faqat so'rov signallari ushbu chegara qiymatidan oshib ketganda javob beriladi. . Bu kuchlanish keyingi nurlanishlarda sozlanadi.

1.3. Javob signalining tuzilishi

Har qanday ma'lumot so'zini o'z ichiga olgan javob signali koordinata kodidan, kalit kodidan va axborot kodidan iborat (4a-rasmga qarang*).

Fig.4 Javob kodining tuzilishi

Koordinata kodi ikki impulsli bo'lib, uning tuzilishi har bir ma'lumot so'zi uchun farq qiladi (4b,c-rasmga qarang).

Kalit kodi uch pulsli bo'lib, uning tuzilishi har bir ma'lumot so'zi uchun farq qiladi (4b,c-rasmga qarang).

Axborot kodi ikkilik kodning 20 bitini tashkil etuvchi 40 ta impulsni o'z ichiga oladi. Har bir razryad (4a, d-rasmga qarang) bir-biridan 160 ms masofada joylashgan ikkita impulsni o'z ichiga oladi. Bir razryadning impulslari orasidagi interval boshqa razryadlarning impulslari bilan to'ldiriladi. Har bir bit ikkilik ma'lumotni o'z ichiga oladi: "1" belgisi yoki "0" belgisi. SO-69 transponderida ikkita belgini uzatish uchun faol pauza usuli qo'llaniladi; "0" belgisi "1" belgisini bildiruvchi impuls bo'ladigan vaqtga nisbatan 4 ms kechiktirilgan impuls bilan uzatiladi. uzatiladi. Har bir raqam uchun ikkita mumkin bo'lgan zarba pozitsiyasi ("1" yoki "0") xoch bilan ko'rsatilgan. Bir-biridan keyingi ikkita "1" (yoki "0") belgilar orasidagi vaqt oralig'i 8 mks deb qabul qilinadi. Shunday qilib, ketma-ket "1" va "0" belgilar orasidagi interval 12 µs bo'ladi va agar "0" belgisidan keyin "1" belgisi bo'lsa, impulslar orasidagi interval 4 µs bo'ladi.

Birinchi bit bitta impulsni uzatadi, agar u 4 mksga kechiktirilsa, bitta impulsni va 8 mksga kechiktirilsa, nolni bildiradi. Ikkinchi bit ham bitta impulsni uzatadi, agar u oldingi bitga nisbatan 4 mks ga kechiktirilsa 2 ga, 8 mks ga kechiksa nolga teng. Uchinchi raqam 4 va 0 ni uzatadi, shuningdek ularning holatiga qarab, 4-raqam 8 va 0 ni uzatadi.

Shunday qilib, masalan, 6 raqami ikkilik yozuvda 0110 raqami sifatida, ya'ni 0+2+4+0 yig'indisi sifatida uzatiladi (1-rasmga qarang).

160 mksda uzatilgan ma'lumot keyingi 160 mksda ikkinchi marta uzatiladi, bu axborot uzatishning shovqin immunitetini sezilarli darajada oshiradi.

Naqshning kengligi (asosiy lob) chiqarilgan elektromagnit energiyaning kontsentratsiya darajasini belgilaydi.

Naqshning kengligi ikki yo'nalish orasidagi va asosiy lob ichidagi burchak bo'lib, unda elektromagnit maydon kuchining amplitudasi maksimal qiymatdan (yoki maksimal quvvat zichligi qiymatidan 0,5 daraja) 0,707 darajaga teng.

Naqshning kengligi quyidagicha belgilanadi: 2th 0,5 - 0,5 darajasidagi quvvat jihatidan naqshning kengligi; 2th 0.707 - 0.707 darajasidagi intensivlikka ko'ra naqshning kengligi.

Yuqorida ko'rsatilgan E yoki H indeksi mos keladigan tekislikdagi naqshning kengligini bildiradi: , . 0,5 quvvat darajasi maydon kuchining 0,707 darajasiga yoki logarifmik shkala bo'yicha 3 dB darajasiga to'g'ri keladi:

Maydon kuchi, quvvat yoki logarifmik shkala bilan ifodalanadigan va tegishli darajalarda o'lchanadigan bir xil antennaning nurlanish kengligi bir xil bo'ladi:

Eksperimental tarzda, naqshning kengligini, masalan, rasmda ko'rsatilganidek, u yoki bu koordinatalar tizimida tasvirlangan naqsh grafigidan osongina topish mumkin.

Naqshning yon loblari darajasi antenna tomonidan elektromagnit maydonning soxta nurlanish darajasini aniqlaydi. Bu radiotexnik qurilmaning ishlash siriga va yaqin atrofdagi radioelektron tizimlar bilan elektromagnit moslashuv sifatiga ta'sir qiladi.

Nisbiy yonbosh darajasi - yon bo'lakning maksimal yo'nalishi bo'yicha maydon kuchi amplitudasining asosiy bo'lakning maksimal yo'nalishidagi maydon kuchi amplitudasiga nisbati:

Amalda bu daraja mutlaq birliklarda yoki desibellarda ifodalanadi. Birinchi yon lobning darajasi eng katta qiziqish uyg'otadi. Ba'zan ular yon loblarning o'rtacha darajasi bilan ishlaydi.

4. Uzatuvchi antennaning yo'nalish koeffitsienti va daromadi.

Yo'nalish koeffitsienti sferik naqshga ega bo'lgan to'liq yo'nalishli (izotrop) emitent bo'lgan mos yozuvlar antennasiga nisbatan haqiqiy antennalarning yo'nalish xususiyatlarini miqdoriy jihatdan tavsiflaydi:

Samaradorlik koeffitsienti haqiqiy (yo'nalishli) antennaning quvvat oqimi zichligi P(th,ph) quvvat oqimi zichligidan necha marta katta ekanligini ko'rsatadigan raqamdir.

Antennalarning nurlanish quvvatlari bir xil bo'lishi sharti bilan bir xil yo'nalishda va bir xil masofada mos yozuvlar (ko'p yo'nalishli) antennaning PE (th,ph):

(1) ni hisobga olgan holda biz quyidagilarni olishimiz mumkin:

bu erda D 0 - maksimal nurlanish yo'nalishidagi yo'nalish.

Amalda, antennaning samaradorligi haqida gapirganda, biz antennaning radiatsiya sxemasi bilan to'liq aniqlangan qiymatni nazarda tutamiz:

Muhandislik hisob-kitoblarida yo'nalish koeffitsientini asosiy tekisliklardagi antenna naqshining kengligi bilan bog'laydigan taxminiy empirik formuladan foydalaniladi:

Amalda antennaning radiatsiya kuchini aniqlash qiyin bo'lganligi sababli (va undan ham ko'proq mos yozuvlar va haqiqiy antennalarning radiatsiya kuchlarining tengligi shartini bajarish uchun), antennaning kuchayishi kontseptsiyasi kiritilgan bo'lib, bunda faqat antennaning fokuslash xususiyatlari, balki uning bir turdagi energiyani boshqasiga aylantirish qobiliyati.

Bu samaradorlik koeffitsientiga o'xshash ta'rifda shartning o'zgarishi va mos yozuvlar antennasining samaradorligi birlikka teng ekanligi aniq:

bu erda P A - antennaga beriladigan quvvat.

Keyin yo'nalish koeffitsienti yo'nalish koeffitsienti bilan quyidagicha ifodalanadi:

bu erda ē A - antennaning samaradorligi.

Amalda, G 0 ishlatiladi - maksimal nurlanish yo'nalishi bo'yicha antenna daromadi.

5. Fazali nurlanish sxemasi. Antennaning faza markazi tushunchasi.

Fazali nurlanish sxemasi - antenna tomonidan chiqarilgan elektromagnit maydon fazasining burchak koordinatalariga bog'liqligi. Antennaning uzoq zonasida E va H maydon vektorlari fazada bo'lganligi sababli, fazaviy naqsh antenna tomonidan chiqarilgan EMF ning elektr va magnit qismlariga teng darajada bog'liq. FDN quyidagicha belgilanadi:

r = const uchun r = r (th,ph).

Agar r (th,ph) r = const bo'lsa, demak, bu antenna to'lqinning fazali old qismini shar shaklida tashkil qiladi. Koordinata tizimining kelib chiqishi joylashgan bu sharning markazi antennaning faza markazi (PCA) deb ataladi. Hamma antennalarda faza markazi mavjud emas.

Faza markaziga va ular orasida aniq nolga ega bo'lgan ko'p lobli amplitudali naqshga ega bo'lgan antennalar uchun qo'shni loblardagi maydon fazasi (180 0) bilan farq qiladi. Xuddi shu antennaning amplitudali va fazali nurlanish naqshlari o'rtasidagi munosabat quyidagi rasmda ko'rsatilgan.

Elektromagnit to'lqinlarning tarqalish yo'nalishi va uning fazali jabhasining holati kosmosning har bir nuqtasida o'zaro perpendikulyar bo'lganligi sababli, to'lqinning faza old qismining holatini o'lchash orqali bilvosita nurlanish manbasiga yo'nalishni aniqlash mumkin (yo'nalish). fazali usullar bilan topish).

• Antenna nurlanish naqshining yon lob darajasi (SLL) yon bo'laklar yo'nalishi bo'yicha antenna nurlanishining nisbiy (maksimal radiatsiya naqshiga normallashtirilgan) darajasidir. Qoida tariqasida, UBL desibellarda ifodalanadi, kamroq hollarda UBL "kuch bilan" yoki "maydon bo'yicha" aniqlanadi.

  Haqiqiy (cheklangan o'lchamli) antennaning naqshi tebranuvchi funktsiya bo'lib, unda naqshning asosiy bo'lagining markazi bo'lgan global maksimal, shuningdek naqshning boshqa mahalliy maksimallari va mos keladigan tomon deb ataladigan narsa aniqlanadi. naqsh loblari. Yanal atama so'zma-so'z emas, balki yonma-yon deb tushunilishi kerak (barg barglari "yon tomonga" yo'naltirilgan). DN gulbarglari asosiysidan boshlab tartib bilan raqamlanadi, unga nol raqami beriladi. Antennaning siyrak qatorida paydo bo'ladigan naqshning diffraktsiya (interferentsiya) lobi lateral hisoblanmaydi. Naqshning loblarini ajratuvchi naqshning minimallari nollar deb ataladi (naqsh nollarining yo'nalishlarida nurlanish darajasi o'zboshimchalik bilan kichik bo'lishi mumkin, lekin haqiqatda nurlanish har doim mavjud). Yanal radiatsiya mintaqasi subregionlarga bo'linadi: yaqin yon loblar mintaqasi (naqshning asosiy lobiga ulashgan), oraliq mintaqa va orqa yon loblar mintaqasi (butun orqa yarim shar).

  UBL deganda biz naqshning eng katta yon lobining nisbiy darajasini tushunamiz. Qoidaga ko'ra, eng katta yon bo'lak birinchi (asosiyga ulashgan) yon bo'lakdir.Yuqori yo'nalishli antennalar uchun yon nurlanishning o'rtacha darajasi ham qo'llaniladi (maksimumga normallashtirilgan naqsh yon nurlanish sektorida o'rtacha hisoblanadi). burchaklar) va uzoq yon bo'laklar darajasi (orqa yon gulbarglar sohasidagi eng katta yon barg barglarining nisbiy darajasi).

  Uzunlamasına radiatsiya antennalari uchun radiatsiya darajasini "orqaga" yo'nalishda baholash uchun (radiatsiya naqshining asosiy bo'lagi yo'nalishiga qarama-qarshi yo'nalishda) nisbiy orqa radiatsiya darajasi parametri qo'llaniladi (inglizcha old/orqa, F/B - oldinga/orqa nisbati) va UBLni baholashda bu nurlanish hisobga olinmaydi. Shuningdek, nurlanish darajasini "yon tomonga" yo'nalishda (naqshning asosiy lobiga perpendikulyar yo'nalishda) baholash uchun nisbiy yon radiatsiya parametri (inglizcha old / tomondan, F / S - oldinga / yon nisbati) ishlatilgan.

  UBL, shuningdek, radiatsiya naqshining asosiy lobining kengligi radiotexnika tizimlarining o'lchamlari va shovqin immunitetini aniqlaydigan parametrlardir. Shuning uchun antennalarni ishlab chiqish uchun texnik xususiyatlarda ushbu parametrlarga katta ahamiyat beriladi. Nur kengligi va UBL antenna ishga tushirilganda ham, ish paytida ham nazorat qilinadi.

Tegishli tushunchalar

Fotonik kristall - davriy ravishda o'zgarib turadigan dielektrik doimiy yoki bir hil bo'lmagan qattiq struktura bo'lib, uning davri yorug'lik to'lqin uzunligi bilan taqqoslanadi.

Tolali Bragg panjarasi (FBG) - bu optik tolaning yorug'lik o'tkazuvchi yadrosida hosil bo'lgan taqsimlangan Bragg reflektori (difraksion panjaraning bir turi). FBGlar tor aks ettirish spektriga ega va tolali lazerlarda, optik tolali sensorlarda, lazerlar va lazer diodlarining to'lqin uzunligini barqarorlashtirish va o'zgartirish uchun ishlatiladi va hokazo.

Antenna uzunligi bo'ylab oqim taqsimoti doimiy bo'lsin:

Haqiqiy antennalar (masalan, slot to'lqinlari) yoki bosilgan antenna massivlari ko'pincha aynan shu oqim taqsimotiga ega. Keling, bunday antennaning radiatsiya naqshini hisoblaylik:

Endi normallashtirilgan naqsh tuzamiz:

(4.1.)

Guruch. 4.3 Bir xil oqim taqsimotiga ega chiziqli antennaning radiatsiya sxemasi

Ushbu radiatsiya sxemasida quyidagi hududlarni ajratish mumkin:

1) Asosiy lob - bu maydon maksimal bo'lgan radiatsiya naqshining bo'limi.

2) yon barglari.

Quyidagi rasmda qutb koordinata tizimidagi nurlanish sxemasi ko'rsatilgan, unda
ko'proq vizual ko'rinishga ega (4.4-rasm).

Guruch. 4.4 Qutbli koordinatalar tizimida bir xil oqim taqsimotiga ega chiziqli antennaning radiatsiya sxemasi

Antennaning yo'nalishini miqdoriy baholash odatda antennaning asosiy bo'lagining kengligi deb hisoblanadi, bu maksimaldan -3 dB darajasida yoki nol nuqta bilan belgilanadi. Nollar darajasiga qarab asosiy lobning kengligini aniqlaymiz. Bu erda biz yuqori yo'nalishli antennalar uchun taxminan taxmin qilishimiz mumkin:
. Tizim multiplikatorining nolga teng bo'lish sharti taxminan quyidagicha yozilishi mumkin:

Shuni hisobga olib
, oxirgi shart shu tarzda qayta yozilishi mumkin:

Antennaning elektr uzunligining katta qiymatlari uchun (antennaning asosiy qismining yarmi kengligining kichik qiymatlari uchun), kichik argumentning sinusi taxminan qiymatga teng ekanligini hisobga olgan holda argumentning oxirgi munosabati quyidagicha qayta yozilishi mumkin:

Nihoyat, asosiy lobning kengligi va antennaning o'lchamini to'lqin uzunligining fraktsiyalarida bog'laydigan munosabatlarni qaerdan olamiz:

Oxirgi munosabatlardan muhim xulosa kelib chiqadi: o'zgarmas to'lqin uzunligidagi fazali chiziqli antenna uchun antenna uzunligini oshirish radiatsiya naqshining torayishiga olib keladi.

Keling, ushbu antennadagi yon loblar darajasini taxmin qilaylik. (4.1) munosabatdan birinchi (maksimal) yon bo'lakning burchak o'rni uchun shartni olishimiz mumkin:

(-13 dB)

Ma'lum bo'lishicha, bu holda yon bo'laklarning darajasi antenna uzunligi va chastotasiga bog'liq emas, balki faqat amplituda oqim taqsimoti turi bilan belgilanadi. UBLni kamaytirish uchun qabul qilingan amplituda taqsimot turidan voz kechish (yagona taqsimlash) va antennaning chetiga qarab pasayadigan taqsimotga o'tish kerak.

5. Chiziqli antenna massivi

5.1. Kun lar ifodasini hosil qilish

4.2 ifoda. chiziqli uzluksiz antenna tizimining maydonidan diskret antennalar qatori maydoniga osongina o'tish imkonini beradi. Buning uchun elementlarning qo'zg'alish amplitudalariga va tegishli koordinatalarga mos keladigan og'irliklar bilan panjara funktsiyasi (delta funktsiyalari to'plami) shaklida integral belgisi ostida joriy taqsimotni ko'rsatish kifoya. Bunday holda, natija diskret Furye transformatsiyasi sifatida antenna massivining radiatsiya naqshidir. Magistratura talabalari ushbu yondashuvni mashq sifatida mustaqil ravishda amalga oshirishlari kerak.

6. Berilgan kundagi afrning sintezi.

6.1. Antenna sintezi muammolarining tarixiy sharhi, xususiyatlari.

Ko'pincha, radio tizimlarining to'g'ri ishlashini ta'minlash uchun ularning bir qismi bo'lgan antenna qurilmalariga maxsus talablar qo'yiladi. Shuning uchun, belgilangan xususiyatlarga ega antennalarni loyihalash eng muhim vazifalardan biridir.

Asosan, talablar antenna qurilmasining radiatsiya naqshiga (DP) qo'yiladi va juda xilma-xildir: naqshning asosiy lobining o'ziga xos shakli (masalan, sektor va kosekant shaklida), ma'lum darajadagi yon loblar, ma'lum bir yo'nalishda yoki ma'lum bir burchak oralig'ida cho'milish talab qilinishi mumkin. Antenna nazariyasining ushbu muammolarni hal qilishga bag'ishlangan bo'limiga antenna sintezi nazariyasi deyiladi.

Aksariyat hollarda sintez masalasining aniq yechimi topilmadi va biz taxminiy usullar haqida gapirishimiz mumkin. Bunday muammolar uzoq vaqt davomida o'rganilib, ko'plab usullar va usullar topildi. Antenna sintezi muammolarini hal qilish usullari ham ma'lum talablarga bog'liq: tezlik; barqarorlik, ya'ni. parametrlardagi kichik o'zgarishlarga (chastota, antenna o'lchamlari va boshqalar) past sezuvchanlik; amaliy maqsadga muvofiqligi. Eng oddiy usullar ko'rib chiqiladi: qisman diagrammalar va Furye integrali. Birinchi usul Furye transformatsiyasining o'xshashligi va amplituda-faza taqsimoti va naqsh o'rtasidagi bog'liqlikka asoslangan; ikkinchisi naqsh seriyasini bazis funktsiyalariga (qisman naqshlarga) kengaytirishga asoslangan. Ko'pincha, ushbu usullar bilan olingan echimlarni amalda qo'llash qiyin (antennalar yomon asboblar xususiyatlariga ega, amplituda-faza taqsimotini (APD) amalga oshirish qiyin, yechim beqaror). PRA cheklovlarini hisobga olish va shunday deb ataladigan narsalardan qochish imkonini beradigan usullar ko'rib chiqiladi. "ortiqcha yo'naltirilgan ta'sir".

Alohida-alohida, aralash sintez muammolarini ajratib ko'rsatish kerak, ularning eng muhimi faza sintezi muammosi, ya'ni kerakli naqshga olib keladigan ma'lum bir amplituda uchun faza taqsimotini topish. Fazali sintez muammolarining dolzarbligini fazali massiv antennalarining (PAA) keng qo'llanilishi bilan izohlash mumkin. Bunday muammolarni hal qilish usullari tasvirlangan va.