Материал: 736

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Направление главного максимума излучения находится из условия

ψ x	=ψ y = 0 , приводящего к так называемой формуле фазирования излуче-
ния в заданном направлении θ0 ,ϕ0
			ξx = sinθ0 cosϕ0 ,ξy = sinθ0 sinϕ0 .	(2.49)
	Из неё находятся значения ξx и ξy , связанные с			фазовыми скоростя-
ми	V	, V	, которые необходимы для ориентации главного максимума из-
	фx	фy

лучения в направлении θ0 ,ϕ0 . Эта формула справедлива для любой формы раскрыва и произвольного амплитудного распределения. При отклонении луча ДН от нормали к раскрыву, например при сканировании, происходит уменьшение КНД по сравнению с КНД при синфазном раскрыве (θ0 = 0) по ,,закону косинуса”

D = D0 cosθ0	=	4π S эфcosθ0	,θ0	< π	,	(2.50)
		λ2
				2

где S эф – эффективная площадь синфазного раскрыва с произвольным ам-

плитудным распределением.

Синфазный раскрыв круглой формы

Для получения узких ДН широко используются антенны с круглым синфазным раскрывом радиуса а >> λ и амплитудным распределением поля в раскрыве I (ρ′), близким к осесимметричному. К ним относятся параболические зеркальные антенны, линзовые, конические рупорные антенны.

Рассмотрим множитель системы такого раскрыва. Введя на раскрыве полярную систему координат (ρ′, ϕ') и учитывая, что dS =ρ′ dρ′ dϕ', можем записать

	2π a		′		ikρ ′ sin θ cos (ϕ −ϕ ')	′ ′
	2π a
fΣ (θ ,ϕ ) =	∫ ∫ I (ρ			)e
fΣ (θ ,ϕ ) =	∫ ∫ I (ρ			)e		ρ dρ dϕ '	.	(2.51)
	0	0					.	(2.51)
	0	0

Поскольку в синфазном случае множитель направленности системы не зави-

сит от ϕ,	то положим		ϕ =	0. Обозначив			u=kasinθ,			ρ1=ρ′/a ,
I (ρ1 ) = I (ρ′)	Imax , перепишем
			1	2π		iu ρ1 cos ϕ ′
			1	2π
	fΣ (θ ) = a	2	∫ I (ρ1 )ρ1dρ1 ∫		e			dϕ '	.	(2.52)
	fΣ (θ ) = a		∫ I (ρ1 )ρ1dρ1 ∫		e			dϕ '	.	(2.52)
			0	0

Используя интегральное представление функции Бесселя

J 0	(uρ1 ) =	1		∫ e	dϕ ',
		1		2π	iuρ1 cos ϕ '
			2π	0
для множителя направленности круглого раскрыва получим
fΣ (θ ) = 2πa 2			1∫ I (ρ1 )J 0 (uρ1 )ρ1dρ1			.	(2.53)
fΣ (θ ) = 2πa 2			1∫ I (ρ1 )J 0 (uρ1 )ρ1dρ1			.	(2.53)
			0

Для остронаправленных антенн с большими раскрывами в пределах ширины ДН можно считать, что u << 1 и J 0 (uρ1 ) ≈ 1 .

Как уже отмечалось, для снижения уровня боковых лепестков исполь-

зуются спадающие к краям амплитудные распределения. Если	функция
I (ρ1 ) может быть аппроксимирована полиномом вида
I (ρ1 ) = (1 − δ ) + δ (1 − ρ12 )n , n = 1, 2,…,	(2.54)
где (1-δ) – уровень поля на краю апертуры относительно нормированного

максимального значения в центре, равного единице, то интеграл (2.53) вычисляется и равен

fΣ (θ ) = 2πa	2		- δ )L1 (u ) + δ	Ln+1	(u )	×	(2.55)
fΣ (θ ) = 2πa		(1	- δ )L1 (u ) + δ			×	(2.55)
				n + 1


В (2.55) специальная функция	Λn	(u) =	n! J n	(u)	называется лямбда-
			(u 2)n

функцией порядка n.

В табл. 2.1 приведены параметры и характеристики излучения прямоугольного и круглого синфазных раскрывов для разных амплитудных распределений. В табл. 2.1 введено обозначение = (1-δ ) – уровень поля на краю апертуры. На рис. 2.15 показан множитель направленности круглого синфазного раскрыва для двух видов амплитудных распределений. На рис. 2.16 изображен рельеф множителя направленности этого раскрыва.

ξ,, u

ξ=2x/L; u=(kL/2)sinθ (прямоугольная поверхность)

ξ=r/R; u=kR sin θ (круглая поверхность)

Таблица 2.1

Амплитудное	Множитель направленности	θ0 ,5 ,	УБЛ1,	КИП
распределение	и значение КИП (ν)	n	дБ	ν
		град

1															sin u/u																	-	-	50,8	λ	- 13,3	1
1															sin u/u																	-	-	50,8	L	- 13,3	1
																																			L
			3							sin u						− 2(1 −									)		cos u					0,5	-	55,6	λ	- 17,1	0,97
			3							sin u																	cos u				+	0,5	-	55,6	L	- 17,1	0,97

		2 +																											2
													u															u	2						λ
													u															u				0,316	-	57,3	λ	- 19	0,935
		+ 2(1 −							)		sin u																					0,316	-	57,3	L	- 19	0,935
1-(1-	)ξ2										sin u							;																	L
1-(1-	)ξ2																	;																	λ
													u	3
													u																			0,1	-	62,5		- 21	0,872
												5				(2 +							)	2								0,1	-	62,5	L	- 21	0,872
							v =																	2

																																			λ	-
												3 8 + 4									+ 3				2							0	-	65,9	λ	-	0,833
												3 8 + 4									+ 3											0	-	65,9	L	21,3	0,833
																																			L	21,3
											2							−1 sin u																	λ
			(1 −						)					+															+			0,5	-	55,6		- 17,6	0,966
											π															u						0,5	-	55,6	L	- 17,6	0,966


					π		(1					)					cos u
			+		π				−								cos u											;							λ
	)cos πξ																															0,316	-	58,4		- 20	0,935
+ (1 −					2										π	2		/ 4			− u				2							0,316	-	58,4		- 20	0,935
+ (1 −					2										π			/ 4			− u														L
	2					2		(1 − )+												2
	2	v	=																		×													λ


																																0,1	-			- 22,4	0,874
					π																											0,1	-	63		- 22,4	0,874
			(1 −						)2						4			(1							)+					−1				L
		×											+								−
																																		λ
																													2
							2								π														2			0	-			- 22,9	0,811
							2								π																	0	-	67		- 22,9	0,811
																																		L
1															Λ1 (u)																	-	-	58,5	λ	-17,6	1,0
1															Λ1 (u)																	-	-	58,5	L	-17,6	1,0
																																			L
			2															1
							ΔΛ1 (u) +												(1 −							)Λ 2 (u) ,									λ
		1 +					ΔΛ1 (u) +											2	(1 −							)Λ 2 (u) ,
		1 +																2														0,5		62,5		-20,6	0,964
				v = 3(1+ )2 / 4(1+ + 2 )																												0,5		62,5	L	-20,6	0,964
				v = 3(1+ )2 / 4(1+ + 2 )																															L

1-(1-	)ξ2																															0,316	-	65,3	λ	-22,4	0,917
1-(1-	)ξ2																															0,316	-	65,3	L	-22,4	0,917
																																			L
																																0,1	-	69,9	λ	-24,2	0,818
																																0,1	-	69,9	L	-24,2	0,818
																																			L
																																0	1	72,8	λ	-24,6	0,75
																																0	1	72,8	L	-24,6	0,75
																																			L
																																0	2	84,2	λ	-30,6	0,555
																																0	2	84,2	L	-30,6	0,555
																							2n + 1												L
(1-ξ2)n					Λ				(u),									v =					2n + 1									0	3	94,5	λ	-36	0,438
(1-ξ2)n					Λ		n+1		(u),									v =				(n			+ 1)2							0	3	94,5	L	-36	0,438
							n+1															(n			+ 1)2										L
																																0	4	105,4	λ	-40,9	0,36
																																0	4	105,4	L	-40,9	0,36
																																			L

Рис. 2.15. Множитель направленности круглого синфазного раскрыва при постоянном (1) и полностью спадающем к краю (2) амплитудных распределениях

Рис. 2.16. Рельеф множителя направленности круглого синфазного раскрыва

Вопросы для самоконтроля

Элементы общей теории антенн

1.Понятие множителя направленности ЛНС и её элемента.

2.Понятие множителя направленности ЛДС и её элемента.

3.Понятие множителя направленности плоской апертуры и её элемента.

4.Как определяется угол максимума излучения ЛНС бегущей волны?

5.Понятие оптимального режима в ЛНС.

6.Влияние на ДН формы амплитудного распределения в синфазной ЛНС.

7.Влияние на ДН линейных и кубических фазовых искажений в ЛНС с постоянным амплитудным распределением.

8.Влияние на ДН квадратичных фазовых искажений в ЛНС с постоянным амплитудным распределением.

9.Сравнить и прокомментировать множители направленности ЛНС и ЛДС.

Источник: https://studfile.net/preview/16438500/

Смотрите также:



_1966(~1
_Антонян Ю.М., Сексуальные преступления. Чикатило и другие
_РГР № 1 (2)
- Габариты и масса 27
'Образ–Я' и его развитие средствами диалога
"Их невинная наложница "
"Логистическая технология JIT"
"Особенности правовой системы Российской Федерации" по дисциплине "Теория государства и права"