рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

КНД прямолинейной антенной решетки

КНД прямолинейной антенной решетки - раздел Философия, Антенны. Комплексная векторная характеристика направленности Основываясь На Эквивалентности Антенной Решетки И Непрерывной Линейной Антенн...

Основываясь на эквивалентности антенной решетки и непрерывной линейной антенны можно произвести уверенную оценку КНД решеток по соответствующим формулам для соответствующих непрерывных линейных антенн путем замены L на эквивалентную величину Nd. Таким путем получаем:

1) - режим поперечного и наклонного излучения;

2) - режим осевого излучения;

3) – режим осевого излучения с оптимальным коэффициентом замедления фазовой скорости.

Условием применимости этих формул является выполнение неравенства (*), гарантирующие отсутствие побочных главных максимумов в области видимости.

На ряду с приведенными оценками КНД в прямолинейных решетках полностью сохраняются все значения для оценки коэффициента использования поверхности при неравномерном амплитудном распределении и при наличии фазовых искажений. В переделе при больших значениях шага решетки КНД становится равным числу изотропных элементов. При сближении излучателей утверждение относительно КНД становится не справедливым и выигрыш в КНД практически отсутствует при шаге стремящемся к нулю. Причиной снижения КНД является взаимная связь излучения возрастающая при их сближении и автоматически решеточный ток каждого отдельного элемента синфазной решетки при неизменной излучающей мощности.

Излучающие раскрывы

Исходные соотношения

Линейные излучающие системы формируют остронаправленные излучения и обеспечивают сканирование только в одной плоскости, проходящей через ось антенны.

Для сужения луча в другой плоскости необходимо разместить излучатели на какой-либо поверхности достаточно больших размеров в сравнении с длиной волны. Такая антенна остронаправлена с непререрывно или дискретно распределенным источником ЭМВ на выбранном участке поверхности. Форму поверхности раскрыва, применяя принцип эквивалентности, можно деформировать необходимым образом. Наиболее распространенные – плоские излучающие раскрывы. Форма раскрыва может быть произвольной: прямоугольник, круг и т.д.

Излучающий элемент раскрыва характеризуется нормированной векторной комплексной характеристикой направленности в его собственной местной сферической системе координат. Начало этой системы координат располагается внутри элемента. Пусть у всех элементов ХН одинаковые. Помимо ХН одного излучателя раскрыв характеризуется также способом размещения элементов(дискретно или непрерывно) и амплитудно-фазовое распределение комплексных амплитуд возбуждения элемента. В соостветсвии с теоремой перемножения ХН плоского раскрыва можно представить в виде

,

где - комплексный множитель направленности системы изотропных излучателей расположенных в точке размещения центров элементов.

Для дискретной системы из n-излучателей расположенных в точках координатами (xn;yn) в плоском раскрыве формула для для множителя направленности имеет следующий вид

(1) ,

где

- разность хода лучей в точке наблюдения из начала координат и из точки (xn;yn)

(2)

 

 

В формулах (1) и (2) все излучатели в пределах раскрыва пронумерованных единой последовательностью чисел.

Учитывая формулу (2) выражение для

 

Если в излучателе заполняют раскрыв непрерывно, то суммирование в формуле (1) заменяется интегрированием по площади и формула для множителя направленности примет следующий вид:

(3) ,

где S – площадь раскрыва

- функция амплитудно-фазового распределения возбуждения.

Введем новые угловые переменные

 

 

Формулу (3) можно привести к виду преобразование Фурье

 

 

при x,y є S.

Распределение возбуждения отлично от 0 только в пределах раскрыва, из чего следует, что множитель направленности является двухмерной функцией с ограниченным спектром. Преобразование Фурье широко применяются в радиотехнике, а вычисление производится на ЭВМ по алгоритмам быстрого преобразования Фурье.

КНД и эффективная поверхность плоского синфазного раскрыва

Пусть излучающая система представляет собой отверстие площадью намного больше длины волны S>>λ в бесконечно плоском экране, совпадающим с плоскостью Z=0 и разделяющим верхнее и нижнее полупространство. Возбуждение отверстия осуществляется из линейно полупространственной плоской ЭМВ, которая распространяется в направлении оси Z и характеризуется состоянием ЭМП.

 

 

В соответствии с принципом эквивалентности ЭМП в верхнем полупространстве можно трактовать как созданное излучение вторичных источников, распределенных по какой-либо поверхности, полностью охватывающей истинные источники. Удобно выбрать в качестве такой поверхности плоскость. Поэтому отерстие заменяем излучающим раскрывом.

Элементарная площадка раскрыва ds=dxdy представляет источник Пойгенса, создающий при Z→0, r→∞ ЭМП.

Интегрируя выражения для ЭМП по всей площади раскрыва с учетом пространственной разности фаз приходим к формуле для дальнего ЭМП раскрыва

 

При синфазном возбуждении раскрыва максимальное излучение оказывается ориентировочно вдоль оси Z, где разность хода лучей для всех элементов раскрыва равна 0. Модуль Е в ДЗ в этом направлении:

 

Для определения КНД раскрыва необходимо знать полную мощность излучения.

Проще всего найти её не вычисляя вектора Пойнтинга через поверхность раскрыва.

 

Используя определение КНД приходим до КНД раскрыва

D=

При равномерном и синфазном распределении Ex=const

 

распределением возбуждения имеет эффективную площадь точно равную площади раскрыва. Увеличивая соотношение КНД синфазного раскрыва можно увеличить до очень больших значений.

Квадратный раскрыв со стороной 10λ может иметь КНД=1250.

При неравномерном и несинфазном распространении возбуждения КНД распространения оказывается меньше максимального значения

 

 

Уменьшение КНД при неидеальном АФР принято оценивать так называемым апертурным коэффициентом использования поверхности

 

Значение коэффициента использования поверхности не зависит от формы ХН элемента раскрыва, и поэтому вместо Ех можно использовать любую функцию возбуждения

Метод эквивалентов или излучение в анализе плоского раскрыва

Рассмотрим произвольный по форме плоский раскрыв с заданной амплитудно-фазовым распределением а(х,у).

Если раскрыв возбуждается синфазно, то направление главного максимума перпендикулярно его плоскости. Множитель направленности раскрыва иеет следующий вид:

(**)

Входящую в показатель подинтегральную экспоненциальную величину можно трактовать как расстояние в плоскости раскрыва от начала координат до проекции и интегрировать по напряжению U относительно Х задавшись углом

 

Переходя к повернутой на угол декартовой системе координат UV можно привести формулу (**) к видуМН. Эквивалентная линейная антенна

 

, где

АФР возбуждает выражение:

 

Тема: Антенна стоячей волны (АСВ)

АСВ – прямолинейные антенны, у которых АФР представляет собой стоячую волну.

АСВ – простейшие антенны.

К ним относятся:

1. Симметричные вибраторы

2. Несимметричные вибраторы

3. Щелевые антенны.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Антенны. Комплексная векторная характеристика направленности

Комплексная векторная ХНА это зависимость от направления поляризация фаза электрического поля излученных антенной волн в равноудаленных от нее... В общем случае комплексная ХНА состоит из трех сомножителей...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: КНД прямолинейной антенной решетки

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Антенны
Антенны – это устройства, согласующие искусственную систему канализации электромагнитных волн (ЭМВ) с окружающей естественной средой их распространения. Антенны являются неотъемлемой соста

Основные характеристики и параметры прередающей антенны
Свойства антенны подразделяются на: Ø Радиотехнические; Ø Конструктивные; Ø Эксплуатационные; Ø Экономические; Функциональны

Действующая длина антенны
Действующая длина антенны- длина гипотетического прямолинейного вибратора с равномерным распределением тока по всей его длине, который в направлении максимума своего излучения создает ту же величин

Решетки, излучатели
Для формирования остронаправленных излучателей необходимо применять антенны, размеры которой намного больше длины волны. Такая антенна представляет собой систему источников (излучателей), между кот

Теорема умножения ХНА
Антенная решетка из n одиночных излучателей расположена в некоторой части пространства. Определить поле излучения решетки в т. N. Комплексная амплитуда вектора электрического поля излучени

Идеальный прямолинейный излучатель ИПЛИ
ИПЛИ – прямолинейная излучающая система АРФ возбуждения следущего вида:       где a0 – постоянная амплитуда,

Свойства множителя направленности ИПЛИ
    Множитель направлености ИПЛИ имеет: 1. Один главный лепесток еденичной величины при ξ = 0; 2. Ширина главного лепестка по уро

Распределение фазовой ошибки возбуждателя.
Детерминированные фазовые искажения подразделяються на на: - линейные; - квадратичные; - кубичные. Линейное фазовое искажение Общей линейный закон распр

Квадратичные фазовые искажения
                Квадратичные фазовые искажения не вызывают смещения максимальной хара

Случайные фазовые искажения
Пусть амплитудное фазовое распределение в отдельно взятых реализованных антеннах имеет вид:   Где Ф(z) – стационарный случайный процесс с нулевым средним значением и дисперси

Способы подавления побочных главных максимумов.
В равномерной прямолинейной антенной решетке одинаковых излучателей распо-ложенных с равным шагом и возбуждающиеся токами с равными амплитудами, с линейно изменяющимся вдоль решетки с фазовым сдвиг

Ограничение шага решетки
          Если границы области видимости при выбранном числе элементов не выходят за границы этого интервала то появление побоч

Не эквидистантное расположение излучателей
Возникновение побочных главных максимумов в разреженных эквидистантных решетках объясняется тем, что синфазное сложение излучателей колебаний от любой пары соседних излучателей возможно для ряда на

АФР возбуждения
Симметричный вибратор можно представить как участок разомкнутой на конце двухпроводной линии, у которой проводники длиной l разведены на 1800. В следствии этого распространение

Свойства ХН симметричного вибратора
1. ХН симметричного вибратора симметрична относительно Oz, так как она не зависит от 𝝋. 2. При любых значениях l в направлении Oz характеристика направленности симметричного вибрат

Основные свойства входного сопротивления СВ
1. При активная составляющая входного сопротивления слабо зависит от а (радиус проводников СВ)и с ростом l монотонно увеличивается 2. С ростом от 0 отноше

Полоса пропускания симметричного вибратора.
Для настроенного симметричного вибратора на частоту fрез полоса пропускания равна: Δfрез/fрез=4RABX/πZВА У тонких

Питание СВ
СВ наиболее просто питать с помощью двухпроводной симметричной линией, волновое сопротивление которой равно входному сопротивлению настроенного СВ, но волновое сопротивление симметричной линии сост

Симметричная приставка
Выполняется в виде металлического стержня, или трубки, присоединенного к тому плечу вибратора, который питается от центра жилы КК. Вместе с наружной поверхностью оболочки кабеля эта трубка создает

Конструкция несимметричного вибратора
1) Конструкция несимметричного вибратора конечных размеров   Особенностью этой антенны является излучатель широкой части ЭМЕ в нижнее полупространство. 2)

ЩЕЛЕЫЕ АНТЕННЫ
Вибраторные антенн эллиптической поляризацией Рассмотренные выше антенны излучают поле с линейной поляризацией. В спутниковой связи, телеуправлении, радиоразведки применятся системы

Ромбическая антенна
Ромбическая антенна- это четыре проводника, расположенных горизонтально на высоте h над землей в виде ромба, который около тупых углов ромба соединены между собой, у первого острого угла ром

Многовибраторная антенна бегущей волны.
Это ряд СВ подсоединенных через элементы связи к собирательной линии. Одни концом подключаются к входу приёмника, другим – к согласованной нагрузке . А подвешиваются горизонтально над землёй на выс

Директорная антенна типа волновой канал( антенна Уда-Яги)
Представляет собой линейную дискретную систему, составленную из одинаково ориентированных и расположены в одной плоскости, одного активного вибратора, рефлектора и директоров. Обычно центы рефлекто

Спиральные антенны
Спиральная А состоит из металлического проводника диаметром от 0.003 до 0.06λ, свернутого по образующей цилиндра или конуса спирали, расположенной над плоским экраном так, что ось спирали перп

Диэлектрические стержневые антенны
Диэлектрические стержневые антенны работают на сантиметровых волнах и представляют собой диэлектрический стержень в несколько длин волн, в котором с помощью штыря возбуждается бегущая волна. В зави

Частотно-независимые антенны бегущей волны
Частотно-независимые антенны бегущей волны – это антенны, у которых коэффициент ХНА и входное сопротивление не выходит из заданных пределов в диапазоне частот В основе построение ча

Апертурные антенны
Апертурные антенны – это антенны, излучение у которых происходит через поверхность, называемую апертурой. К ним относятся: § рупорные; § линзовые; § зеркальные;

Зеркальные антенны
Зеркальными называются антенны ,формирующие ДН путем отражения ЭМВ , падаючи на зеркало определенным профилем :параболоид, параболический цилиндр ,сфера, бывает кругопараболическая ,специального пр

Естественная природная среда;
Условие распространения радиоволн существенно влияют на качество связи. Свободное распространение радиоволн в земной атмосфере определяется двумя группами факторов: 1) Связана с в

Влияние атмосферы
Атмосферу делят на 3 зоны:       Три слоя, которые в электрическом соотношении представляют собой неоднородную среду, т.к. с в

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги