Ближняя зона

Оценка взаимодействия антенн, размещаемых на одном объекте, носит специфический характер, поскольку ситуация требует расчета взаимодействия между близко расположенными антеннами, в том числе между антеннами, находящимися в ближней зоне друг друга. Это определяет специфику анализа ЭМС радиоэлектронных средств, установленных на одном объекте, среди других проблем ЭМС РЭС [78].

В ближней зоне коэффициент усиления антенны в заданном направлении зависит от расстояния от антенны. Получить теоретические зависимости коэффициента усиления от расстояния от антенны удается только в частных случаях для относительно простых антенн, таких например, как рупорная антенна, антенна в виде открытого волновода [43] или полуволновой вибратор. Получаемые результаты обычно дают зависимость максимального усиления антенны в свободном пространстве от расстояния до антенны. Использовать эти результаты можно только в ограниченном числе ситуаций. Кроме того, близко расположенные антенны могут влиять друг на друга.

При оценке уровней мешающих сигналов в приемной антенне, которая близко расположена по отношению к передающей антенне, наиболее часто используют параметр, называемый коэффициентом связи антенн. Под коэффициентом связи антенн понимают отношение мощности, подведенной к антенне передатчика, к мощности, полученной на нагрузке приемной антенны. Коэффициент связи обычно выражают в децибелах. Иногда под коэффициентом связи антенн понимают выраженное в децибелах отношение мощности, полученной на нагрузке приемной антенны, к мощности, подведенной к антенне передатчика. Этот коэффициент связи отличается от приведенного выше только знаком.

Для оценки коэффициента связи используют следующие подходы:

1. Оценка коэффициента связи между антеннами посредством решения электродинамической задачи для интересующего размещения антенн. Задача обычно описывается интегральным, дифференциальным или интегро-дифференциальным уравнением, связывающим токи, распределенные по элементам передающей антенны, с полем излучения и токами, наведенными этим полем на окружающие элементы, в том числе на приемные антенны.

Каждый метод описания имеет определенные практические ограничения, требует подробной информации о геометрии антенн и элементов конструкций, которые окружают антенны.

2. Использование статистических данных о результатах измерений коэффициентов связи между антеннами в ситуациях, аналогичных рассматриваемой (если такие данные имеются).

3. Использование приближенных формул для оценки коэффициентов связи между близко расположенными антеннами определенного вида.

Так для антенн, представляющих собой ненаправленные в горизонтальной плоскости вертикальные диполи, в свободном пространстве для расстояний между антеннами d < 6 м связь между антеннами можно оценить, используя следующие приближенные формулы (рис. 10.8) [44]:

· для вертикальной конфигурации антенн

L_v = 28 + 40 lg (h/λ) , дБ

· для горизонтальной конфигурации антенн

L_h = 22 + 20 lg (d/λ) – (G_T + G_R) , дБ

· для эшелонной конфигурации антенн

L_l = L_h + (L_v – L_h)

где L_v – вертикальная развязка, дБ; L_h – горизонтальная развязка, дБ; L_l – развязка уступа, дБ; h – разнос антенн по вертикали; d – горизонтальный разнос антенн; λ – длина волны; arctg(x) в радианах; G_T, G_R – эффективное усиление антенн, dBi.

Эффективное усиление антенн в ближней зоне близко к 0 dBi.

Иногда развязка между антеннами в ближней зоне оценивается как

L = L_св + (5…7), дБ,

где L_св – ослабление электромагнитной волны при распространении в свободном пространстве, дБ.