ГлавнаяКарта сайтаНапишите намПоиск по сайту
EDS-Soft
ElectroDynamic Systems Software ScientificTM
Antenna Systems ResearchTM
Radiolocation Systems ResearchTM



Antenna Array


Фазированная антенная решетка

Группа антенных излучателей, в которых относительная фазировка сигналов этих излучателей изменяется комплексно так, что эффективное излучение …

(из «Словаря терминов» нашего сайта)






Виктор Иванович Чулков, ведущий научный сотрудник Калужского НИИ.
Является автором и руководителем проекта “EDS–Soft” (с 2002 года).
12/ 3/ все страницы

Влияние краевых эффектов на характеристики широкополосной антенной решетки



Опубликовано: 01.01.2007
© В. И. Чулков, 1991. Все права защищены.
© EDS–Soft, 2007. Все права защищены.


На основании полученных формул (при Г = 0) была рассчитана зависимость ДН ЛИ длиной l = 0,14, шириной = 0,03 на слое магнитодиэлектрика толщиной t = 0,032 с проницаемостью = 10, = 2 (= j1060.49, , ) от его положения в решетке из 1681 излучателей, расположенных в узлах квадратной сетки с периодом T = 0,14 (решетка размером 6 x6). Излучатели согласованы в направлении нормали к АР () при условии, что решетка бесконечна. При этом рассматриваемая модель соответствует конечной решетке в бесконечном экране, покрытом слоем магнитодиэлектрика с проницаемостями , и толщиной t. На рис.2 приведены ДН излучателей в H-плоскости при = 0 и = 0 (кривая 1, — номер излучателя по оси OX, — по оси OY), = 4 (кривая 2), = 12 (кривая 3). Поскольку по оси OY излучатели в АР расположены симметрично, эта симметрия сохраняется и в диаграммах. В той же плоскости, но для другого местоположения излучателей, на рис.3 представлены ДН ЛИ при = 0 и = 4 (кривая 1), = 12 (кривая 2). Кривая 3 описывает диаграмму излучателя в составе бесконечной решетки. ДН ЛИ в E-плоскости иллюстрируют рис.4 и 5. Все диаграммы излучателей конечной АР нормированы к ДН излучателя с номером = = 0. Из проведенного численного эксперимента следует, что:

— наиболее сильно ДН искажается в Н-плоскости, т.к. взаимная связь между ЛИ здесь меньше, чем в Е-плоскости;

— в Е-плоскости ДН перестает существенно искажаться начиная примерно с пятого излучателя от края решетки, в Н-плоскости — с тринадцатого.

Рис.6 Поведение модуля коэффициента отражения ЛИ конечной решетки в бесконечном экране в E–плоскости в зависимости от его положения вдоль оси OX (1 — , 2 — , пунктирная линия соответствует ЛИ в бесконечной АР при ).

Рис.7 Поведение модуля коэффициента отражения ЛИ конечной решетки в бесконечном экране в E–плоскости в зависимости от его положения вдоль оси OY (1 — , 2 — , пунктирная линия соответствует ЛИ в бесконечной АР при ).

Рис.8 Поведение модуля коэффициента отражения ЛИ конечной решетки в бесконечном экране в H–плоскости в зависимости от его положения вдоль оси OX (1 — , 2 — , пунктирная линия соответствует ЛИ в бесконечной АР при ).

Рис.9 Поведение модуля КО ЛИ конечной решетки в бесконечном экране в E–плоскости в зависимости от углов фазирования (1 — = 0, 2 — = 4, 3 — = 12, 4 — = 20; = 0; кривая 5 соответствует ЛИ в бесконечной АР).

Рассмотрим характеристики указанной АР при возбуждении всей решетки равномерно с линейным набегом фазы. Излучатели как и в предыдущем случае, согласованы в составе бесконечной решетки. На рис.6 представлены кривые, отражающие зависимость модулей коэффициентов отражения (КО) от номера излучателя (вдоль оси ЛИ) при = 0 в E-плоскости для углов фазировки решетки (кривая 1) и (кривая 2). Аналогичные зависимости от номера излучателя (поперек оси ЛИ) при = 0 приведены на рис.7.

Изменение модулей КО для H-плоскости в зависимости от номеров ЛИ при фазировке решетки в направлении иллюстрирует рис.8. Пунктиром на всех рисунках изображены КО излучателя в бесконечной решетке для угла (для имеем ). Во всех случаях КО по модулю больше для краевых излучателей и имеют осциллирующий характер, обусловленный интерференцией невозмущенных токов и токов суммарной краевой волны [4].

Анализ приведенных на рис.6…8 кривых в целом подтверждает выводы, полученные при анализе ДН (рис.2…5). Поведение КО конечной решетки в секторе углов отражает рис.9, где кривая 1 соответствует излучателю = 0, кривая 2 — излучателю = 4, кривая 3 — = 12, кривая 4 — = 20 причем = 0, пунктир соответствует бесконечной решетке. Из приведенных графиков следует, что в конечной решетке происходит уменьшение сектора углов, в котором . Так, для бесконечной решетки этот сектор равен ±60°, для излучателей конечной решетки с номерами = 0, 4 — ±55°, для излучателя = 12 — −50°…+60°, а для краевого излучателя (= 20) вообще отсутствует сектор углов с .

Рис.10 Огибающие максимумов ДН полностью возбужденной решетки при фазировании в Е–плоскости (кривая 1) и в Н–плоскости (кривая 2).

Как видно из рис.10, при возбуждении всей конечной решетки сильная взаимная связь приводит к тому, что максимумы ДН описывают гладкую кривую в секторе углов до ±60° с сохранением в среднем ширины диаграммы, соответствующей ширине ДН излучателя бесконечной решетки.

Выводы.

— для многоэлементных излучателей конечной АР обобщены формулы, полученные в [2]. Для расчета амплитуд суммарной краевой волны построено уравнение второго рода, норма оператора которого всегда меньше единицы.

— при экспериментальном исследовании диаграммы излучателя в АР при сильной связи методика измерений, связанная с возбуждением одного элемента решетки при остальных, нагруженных на согласованные нагрузки, неприменима. Для такой решетки следует измерять уровни максимумов диаграммы полностью возбужденной АР при различных углах фазировки.

— наиболее сильно в конечной АР КО искажается для излучателей, расположенных в плоскости сканирования. При этом отклонение КО от КО излучателя бесконечной решетки, не превышающее 25%, имеет место для излучателей центральной части АР, начиная примерно с расстояния (1…1.15) от края решетки (излучатель согласован в составе бесконечной решетки).


12/ 3/ все страницы

Использованная литература

1. Чулков В. И. О широкополосности плоских антенных решеток микрополосковых излучателей. // Вторая Всесоюзная научно техническая конференция «Устройства и методы прикладной электродинамики», 9...13 сентября 1991 (Одесса). Тезисы докладов. — М.: МАИ, 1991, с. 148.
2. Филиппов В. С. Обобщенный метод последовательных отражений в теории конечных антенных решеток. // Изв. вузов. Радиоэлектроника, 1991, т. 34, №2, с. 26…32.
3. Чаплин А. Ф. Анализ и синтез антенных решеток. — Львов: Изд–во ЛГУ, 1987. 179c.
4. Филиппов В. С. Краевые волны в конечных антенных решетках. // Изв. вузов. Радиоэлектроника. — 1985, т. 28, № 2, с. 61…67.
5. Корн Г., Корн T. Справочник по математике для научных работников и инженеров /Пер. с англ. под ред. И. Г. Арамановича. — M.: Наука, 1968. 720c.
6. Хатсон В., Пим Дж. Приложения функционального анализа и теории операторов. — M.: Мир, 1983. 431c.
7. Положий Г. Н., Пахарева Н. А., Степаненко И. З. и др. Математический практикум /Под ред. Г. Н. Положего. — M.: ГИФМЛ, 1960. 232с.

Статьи за 2007 год

Все статьи
Авторизация
Логин:
Пароль:
 
 
 

GuidesArray Coaxial 0.1.2

GuidesArray Coaxial™ используется инженерами для проектирования и исследования характеристик плоских периодических фазированных антенных решеток коаксиальных волноводов.


Подписка



Изменение параметров подписки


 




 
 
EDS-Soft

© 2002-2019 | EDS-Soft
Контакты | Правовая информация | Поиск | Карта сайта

© дизайн сайта | Андрей Азаров