Yan loblardan gelen talebi bastırmak için ana ve yan lobların radyasyonunun enerji seviyelerindeki fark kullanılır.

1.2.1. Kontrol kulelerinin yön düzeninin yan loblarından gelen talebin bastırılması, üç darbeli sistem adı verilen sistem kullanılarak gerçekleştirilir (bkz. Şekil 2*).

Pirinç. 2 Üç darbeli sistem kullanılarak DRL yan loblarından gelen talebin bastırılması

Yönlü radar anteni tarafından gönderilen iki istek kodu darbesi P1 ve РЗ'ye, ayrı bir çok yönlü anten (bastırma anteni) tarafından yayılan üçüncü bir P2 darbesi (bastırma darbesi) eklenir. Zaman bastırma darbesi, istek kodunun ilk darbesinden itibaren 2 μs gecikmelidir. Bastırma anteni radyasyonunun enerji seviyesi, alıcı bölgelerde bastırma sinyalinin seviyesi, yan loblar tarafından yayılan sinyallerin seviyesinden açıkça daha yüksek ve ana lob tarafından yayılan sinyallerin seviyesinden daha az olacak şekilde seçilir. .

Transponder, P1, РЗ kod darbelerinin ve P2 bastırma darbesinin genliklerini karşılaştırır. Yan lob yönünde bir sorgulama kodu alındığında, bastırma sinyali seviyesi sorgulama kodu sinyal seviyesine eşit veya bundan daha büyük olduğunda herhangi bir yanıt yapılmaz. Yanıt yalnızca P1, RZ seviyesi P2 seviyesinden 9 dB veya daha fazla olduğunda verilir.

1.2.2. İniş radar modelinin yan loblarından gelen talebin bastırılması, kayan eşikli bir bastırma yöntemini uygulayan BPS bloğunda gerçekleştirilir (bkz. Şekil 3).

Şekil 3 Yanıt sinyalleri paketinin alınması
değişken eşikli bir bastırma sistemi kullanıldığında

Bu yöntem, ataletsel bir izleme sistemi kullanan BPS'de, radyasyon modelinin ana lobundan alınan sinyal seviyesinin voltaj biçiminde saklanması gerçeğinden oluşur. Bu voltajın, yan lob sinyallerinin seviyesini aşan belirli bir seviyeye karşılık gelen kısmı, yükselticinin çıkışında bir eşik olarak ayarlanır ve bir sonraki ışınlamada, yalnızca istek sinyalleri bu eşiğin değerini aştığında bir yanıt verilir. . Bu voltaj sonraki ışınlamalarda ayarlanır.

1.3. Yanıt sinyali yapısı

Herhangi bir bilgi sözcüğünü içeren yanıt sinyali, bir koordinat kodu, bir anahtar kod ve bir bilgi kodundan oluşur (bkz. Şekil 4a*).

Şekil 4 Yanıt kodunun yapısı

Koordinat kodu iki darbelidir, yapısı her bilgi kelimesi için farklıdır (bkz. Şekil 4b,c*).

Anahtar kodu üç darbelidir, yapısı her bilgi kelimesi için farklıdır (bkz. Şekil 4b, c*).

Bilgi kodu 20 bitten oluşan 40 darbe içerir ikili kod. Her deşarj (bkz. Şekil 4a, d), 160 μs aralıklı iki darbe içerir. Bir deşarjın darbeleri arasındaki aralık, diğer deşarjların darbeleri ile doldurulur. Her kategori taşır ikili bilgi: karakter “1” veya karakter “0”. SO-69 transponderinde, iki sembolü iletmek için aktif duraklatma yöntemi kullanılır; "0" sembolü, "1" sembolünü belirten darbenin zaman içinde 4 μs gecikmeli bir darbeyle iletilir. iletilen. Her rakam için olası iki darbe konumu (“1” veya “0”) çarpı işaretiyle gösterilmiştir. Birbirini takip eden iki “1” (veya “0”) sembolü arasındaki zaman aralığının 8 µs olduğu varsayılmaktadır. Dolayısıyla ardışık “1” ve “0” sembolleri arasındaki aralık 12 µs, “0” sembolünün ardından “1” sembolü gelirse darbeler arasındaki aralık 4 µs olacaktır.

İlk bit, 4 µs geciktirilirse bir, 8 µs geciktirilirse sıfırı temsil eden tek bir darbe iletir. İkinci bit ayrıca bir darbe iletir; bu, önceki bit'e göre 4 µs geciktirilirse 2 olur, 8 µs geciktirilirse sıfır olur. Üçüncü hane 4 ve 0'ı iletir, ayrıca konumlarına bağlı olarak 4'üncü hane 8 ve 0'ı iletir.

Yani örneğin 6 sayısı ikili gösterimde 0110 sayısı olarak, yani 0+2+4+0 toplamı olarak iletilir (bkz. Şekil 1).

160 μs'de iletilen bilgi, sonraki 160 μs'de ikinci kez iletilir, bu da bilgi aktarımının gürültü bağışıklığını önemli ölçüde artırır.

Gerilim radyasyon modelinin arka ve yan loblarının seviyesi γυ, alım sırasında anten terminallerindeki EMF'nin oranı olarak tanımlanır - arka veya yan lobun maksimumunun yanından maksimumun yanından EMF'ye. ana lobun. Bir antenin farklı boyutlarda birçok arka ve yan lobu varsa, genellikle en büyük lobun seviyesi gösterilir. Arka ve yan lobların seviyesi, arka ve yan lobların seviyesinin voltajla karesi alınarak güç (γ P) ile de belirlenebilir. Şekil 2'de gösterilen radyasyon modelinde. Şekil 16'da, arka ve yan loblar aynı seviyeye sahiptir; EMF'de 0,13 (%13) veya güçte 0,017'ye (%1,7) eşittir. Yönlü alıcı televizyon antenlerinin arka ve yan lobları genellikle 0,1 ... 0,25 (voltaj) aralığındadır.

Literatürde, alıcı televizyon antenlerinin yön özelliklerini açıklarken, orta ve uç frekanslardaki lob seviyelerinin aritmetik ortalamasına eşit olarak arka ve yan lobların seviyesi sıklıkla belirtilir. televizyon kanalı. 3. kanalın (f = 76 ... 84 MHz) anten modelinin loblarının seviyesinin (EMF'ye göre) şöyle olduğunu varsayalım: 75 MHz - 0,18 frekanslarında; 80 MHz - 0,1; 84 MHz - 0,23. Yaprakların ortalama seviyesi (0,18+0,1+0,23)/3, yani 0,17'ye eşit olacaktır. Antenin gürültü bağışıklığı, ancak televizyon kanalının frekans bandında lob seviyesinde ortalama seviyeyi önemli ölçüde aşan keskin "sivri uçlar" yoksa, lobların ortalama seviyesi ile karakterize edilebilir.

Dikey olarak polarize edilmiş bir antenin gürültü bağışıklığına ilişkin önemli bir notun belirtilmesi gerekir. Şekil 2'de gösterilen radyasyon modeline dönelim. 16. Yatay düzlemdeki yatay polarize antenlere özgü bu şemada ana lob, arka ve yan loblardan sıfır alım yönleriyle ayrılmıştır. Dikey polarizasyon antenleri (örneğin, dikey titreşimli "dalga kanalı" antenleri) yatay düzlemde sıfır alım yönüne sahip değildir. Bu nedenle, bu durumda arka ve yan loblar açıkça tanımlanmamıştır ve gürültü bağışıklığı pratikte ileri yönden alınan sinyal seviyesinin arka yönden alınan sinyal seviyesine oranı olarak tanımlanır.

Kazanç faktörü. Anten ne kadar yönlü olursa, yani ana lobun açılma açısı ne kadar küçük olursa ve radyasyon modelinin arka ve yan loblarının seviyesi ne kadar düşük olursa, anten terminallerindeki EMF o kadar büyük olur.

Simetrik bir yarım dalga vibratörün elektromanyetik alanda belirli bir noktaya, maksimum alıma yönelik, yani uzunlamasına ekseni radyo dalgasının varış yönüne dik olacak şekilde yerleştirildiğini hayal edelim. Alım noktasındaki alan gücüne bağlı olarak, vibratöre bağlı eşleştirilmiş bir yükte belirli bir Ui voltajı gelişir. Bunu bir sonraki sıraya koyalım! alanın aynı noktasında, yarım dalga vibratör yerine, maksimum alıma yönelik daha fazla yönlülüğe sahip bir anten, örneğin yön düzeni Şekil 2'de gösterilen "dalga kanalı" tipinde bir anten. 16. Bu antenin yarım dalga vibratörle aynı yüke sahip olduğunu ve onunla eşleştiğini varsayacağız. "Dalga kanalı" anteni, yarım dalga vibratörden daha yönlü olduğundan, U2 yükü üzerindeki voltaj daha büyük olacaktır. U 2 /'Ui voltaj oranı, dört elemanlı bir antenin veya başka bir deyişle "alan" ın voltaj kazancı Ki'dir.

Böylece, bir antenin voltajı veya "alan" kazancı, eşleşen bir yükte anten tarafından geliştirilen voltajın, aynı yükte kendisine eşleşen yarım dalga vibratör tarafından geliştirilen voltaja oranı olarak tanımlanabilir. Her iki antenin de elektromanyetik alanda aynı noktaya yerleştirildiği ve maksimum alıma yönelik olduğu kabul edilir. Gerilim kazancının karesine eşit olan güç kazancı Kp kavramı da sıklıkla kullanılır (KP = Ki 2).

Kazancın belirlenmesinde iki noktaya dikkat edilmelidir. İlk olarak, farklı tasarımlara sahip antenlerin birbirleriyle karşılaştırılabilmesi için, her biri aynı antenle - referans anten olarak kabul edilen yarım dalga vibratörle - karşılaştırılır. İkinci olarak, pratikte kazançla belirlenen bir voltaj veya güç kazancı elde etmek için, anteni alınan sinyalin maksimumuna doğru yönlendirmek gerekir, yani radyasyon modelinin ana lobunun maksimumu sinyale doğru yönlendirilir. radyo dalgasının gelişi. Kazanç antenin tipine ve tasarımına bağlıdır. Açıklamak için “dalga kanalı” tipi bir antene dönelim. Bu antenin kazancı yönetici sayısı arttıkça artar. Dört elemanlı antenin (reflektör, aktif vibratör ve iki yönlendirici) voltaj kazancı 2'dir; yedi element (reflektör, aktif vibratör ve beş direktör) - 2.7. Bu, yarım dalga yerine

vibratör dört elementli bir anten kullanıyorsa, televizyon alıcısının girişindeki voltaj 2 kat (güç 4 kat) ve yedi elementli anten 2,7 kat (güç 7,3 kat) artacaktır.

Anten kazancının değeri literatürde yarım dalga vibratörüne veya izotropik emitöre göre belirtilmektedir. İzotropik bir radyatör, yön özelliklerinden tamamen yoksun olan hayali bir antendir ve uzaysal radyasyon modeli, karşılık gelen bir küre şekline sahiptir. İzotropik yayıcılar doğada mevcut değildir ve böyle bir yayıcı, çeşitli antenlerin yönsel özelliklerinin karşılaştırılabileceği uygun bir standarttır. Tahmini değer Yarım dalga vibratörün izotropik yayıcıya göre voltaj kazancı 1,28'dir (2,15 dB). Bu nedenle, herhangi bir antenin izotropik yayıcıya göre voltaj kazancı biliniyorsa, bunu 1,28'e bölün. bu antenin kazancını yarım dalga vibratöre göre elde ederiz. İzotropik bir sürücüye göre kazanç desibel cinsinden belirtildiğinde, yarım dalga vibratöre göre kazancı belirlemek için 2,15 dB çıkarın. Örneğin, izotropik bir yayıcıya göre antenin voltaj kazancı 2,5'tir (8 dB). O zaman aynı antenin yarım dalga vibratöre göre kazancı 2,5/1,28, yani 1,95^ ve desibel cinsinden 8-2,15 = 5,85 dB olacaktır.

Doğal olarak, bir veya başka bir anten tarafından verilen TV girişindeki sinyal seviyesindeki gerçek kazanç, kazancın hangi referans antenine (yarım dalga vibratör veya izotropik yayıcı) göre belirlendiğine bağlı değildir. Bu kitapta yarım dalga vibratöre ilişkin kazanç değerleri verilmektedir.

Literatürde antenlerin yönsel özellikleri sıklıkla, antenin herhangi bir kaybının olmaması koşuluyla, yükteki sinyal gücündeki kazancı temsil eden yönlülük katsayısı ile değerlendirilmektedir. Yön katsayısı Kr güç kazancıyla şu ilişkiyle ilişkilidir:

Alıcı girişindeki voltajı ölçerseniz, alıcı konumdaki alan gücünü belirlemek için aynı formülü kullanabilirsiniz.

Daha önce de belirtildiği gibi, desende yeterince düşük düzeyde yan lobların sağlanması, modern antenler için en önemli gereksinimlerden biridir.

Sürekli yerleştirilmiş yayıcıların doğrusal sistemlerini analiz ederken, yan lobların seviyesinin sistemdeki AR yasasına bağlı olduğu fark edildi.

Prensip olarak, desende yan lobların bulunmadığı bir sistemde bir AR yasasının seçilmesi mümkündür.

Aslında, iki izotropik yapının aynı fazda bir kafesi olsun.

belli bir mesafede bulunan yayıcılar D= - birbirinden (Şekil 4.36).

Yayıcıların uyarılma genliklerinin aynı (tekdüze AR) olduğunu düşüneceğiz. İki elemanlı bir kafesin formül (4.73) DN'sine göre

0 ±'dan değiştiğinde sin0'ın değeri 0'dan ±1'e ve D0'ın değeri 2'den 0'a değişir. DN'nin yalnızca bir (ana) lobu vardır (Şekil 4.36). Yan loblar kayıp.

Her biri yukarıda tartışılan kafesi temsil eden iki öğeden oluşan doğrusal bir kafes düşünün. Yeni dizinin hala aynı fazda olduğunu, elemanlar arasındaki mesafenin olduğunu düşünüyoruz. X

d = -(Şekil 4.37, A).

Pirinç. 4.36. İki izotropik yayıcının eş fazlı dizisi

Pirinç. 4.37.

Kafesteki AR yasası 1 formunu alır; 2; 1 (Şekil 4.37, B).

Çarpma kuralına uygun olarak dizi deseninin yan lobları yoktur (Şekil 4.37, V):

Bir sonraki adım aşamalı doğrusal sistem iki kişiden oluşan

öncekiler, belli bir mesafeyle düz bir çizgide yer değiştirmiş - (Şekil 4.38, A). AR 1 ile dört elemanlı bir kafes elde ediyoruz; 3; 3; 1 (Şekil 4.38, B). Bu dizinin deseninde ayrıca yan loblar yoktur (Şekil 4.38, c).

Sistemdeki yayıcı sayısını artırmak için planlanan algoritmaya göre devam ederek, sekiz öğeden oluşan ortak modlu bir dizinin deseni için aşağıdaki formülü elde ederiz:

Pirinç. 4.38.

Böyle bir kafesteki AR buna göre aşağıdaki biçimde yazılacaktır: 1; 7; 21; 35; 35; 21; 7; 1. Yazılı sayılar Newton binomunun (1 + x) 7 seri açılımındaki katsayılardır, dolayısıyla karşılık gelen AR denir. binom.

Doğrusal ayrık bir sistemde mevcutsa N yayıcılar, binom AR, Newton binomunun (1 +) açılımındaki katsayılar tarafından belirlenir. x) n ~ 1 ve sistemin DN'si ifadedir

(4.93) ifadesinden de görüldüğü gibi desenin yan lobları yoktur.

Böylece, aynı fazda ayrık bir sistemde binom AR kullanılarak yan lobların tamamen ortadan kaldırılması mümkündür. Ancak bu, ana lobun önemli ölçüde genişlemesi (tekdüze bir AR ile karşılaştırıldığında) ve sistemin verimliliğinde bir azalma pahasına elde edilir. Ek olarak, yayıcıların aynı fazda uyarılmasının ve sistemde yeterince doğru binom AR'nin pratik olarak sağlanmasında zorluklar ortaya çıkar.

Binom AR'li bir sistem AFR'deki değişikliklere karşı çok duyarlıdır. ADF yasasındaki küçük bozulmalar desende yan lobların ortaya çıkmasına neden olur.

Bu nedenlerden dolayı binom AR pratikte antenlerde kullanılmamaktadır.

Sözde optimal DP'yi üreten AR'nin daha pratik ve amaca uygun olduğu ortaya çıktı. Optimum derken böyle bir DN'yi kastediyoruz, burada ana lobun belirli bir genişliği için yan lobların seviyesi minimumdur veya yan lobların belirli bir seviyesi için ana lobun genişliği minimumdur. Optimum AP'ye karşılık gelen AR aynı zamanda optimal olarak da adlandırılabilir.

Ayrı bir faz içi izotropik yayıcı sistem için,

belli bir mesafeye yerleştirildi A> - birbirlerinden en uygun olanı

Dolph - Chebyshevsky AR. Bununla birlikte, bazı durumlarda (belirli sayıda yayıcı ve belirli düzeyde yan loblarla) bu AR, sistemin kenarlarındaki keskin "patlamalar" ile karakterize edilir (Şekil 4.39, A) ve uygulanması zordur. Bu durumlarda, sistemin kenarlarına doğru yumuşak bir bozulma ile sözde optimal AR'ye doğru hareket ederler (Şekil 4.39, B).

Pirinç. 4.39. Genlik dağılımları: A- Dolph - Chebyshevskoe;

B - yarı-optimal

Yarı-optimal bir AR ile, optimal seviyeye kıyasla yan lobların seviyesi biraz artar. Ancak yarı-optimal bir AR uygulamak çok daha basittir.

Sürekli yerleştirilmiş yayıcı sistemler için optimal ve buna bağlı olarak yarı optimal AR bulma sorunu da çözülmüştür. Bu tür sistemler için yarı-optimal AR, örneğin Taylor dağılımıdır.

Anten, tasarımı ne olursa olsun, tersinirlik özelliğine sahiptir (hem alım hem de emisyon için çalışabilir). Genellikle radyo röle yollarında aynı anten aynı anda alıcıya ve vericiye bağlanabilir. Bu, bir sinyalin aynı yönde farklı frekanslarda gönderilmesine ve alınmasına olanak tanır.

Alıcı antenin hemen hemen tüm parametreleri, verici antenin parametrelerine karşılık gelir, ancak bazen biraz farklı bir fiziksel anlam taşır.

Alıcı ve verici antenlerin dualite prensibine sahip olmasına rağmen tasarım açısından önemli ölçüde farklılık gösterebilirler. Bunun nedeni, verici antenin, elektromanyetik bir sinyali büyük (mümkün olan maksimum) mesafeler üzerinden iletmek için kendi içinden önemli güçler geçirmesi gerektiğidir. Anten alım için çalışıyorsa, çok düşük yoğunluklu alanlarla etkileşime girer. Akım ileten anten yapısının türü genellikle nihai boyutlarını belirler.

Belki de herhangi bir antenin temel özelliği radyasyon düzenidir. Birçok yardımcı parametreyi ve kazanç ve yön katsayısı gibi önemli enerji özelliklerini ifade eder.

Yönlü desen

Yön deseni (DP), yeterince büyük bir mesafede bir anten tarafından oluşturulan alan kuvvetinin uzaydaki gözlem açılarına bağımlılığıdır. Hacimsel olarak yönlü anten diyagramı Şekil 1'de gösterildiği gibi görünebilir.

Şekil 1

Yukarıdaki şekilde gösterilene aynı zamanda hacmin yüzeyi olan ve birden fazla maksimuma sahip olabilen uzaysal desen de denir. Şekilde kırmızıyla vurgulanan ana maksimum, diyagramın ana lobu olarak adlandırılır ve ana radyasyonun (veya alımın) yönüne karşılık gelir. Buna göre, ana lob çevresindeki alan kuvvetinin ilk minimum veya (daha az sıklıkla) sıfır değerleri, sınırını belirler. Diğer herkes maksimum değerler alanlara yan loblar denir.

Uygulamada, maksimum radyasyonun birkaç yönüne sahip olabilen veya yan lobları olmayan çeşitli antenler vardır.

Görüntünün rahatlığı için (ve teknik uygulama) Genellikle birbirine dik iki düzlemde ele alınırlar. Kural olarak bunlar elektrik vektörü E ve manyetik vektör H'nin düzlemleridir (çoğu ortamda birbirine diktir), Şekil 2.

Şekil 2

Bazı durumlarda desenler Dünya düzlemine göre dikey ve yatay düzlemlerde dikkate alınır. Düzlemsel diyagramlar kutupsal veya Kartezyen (dikdörtgen) koordinat sistemleri kullanılarak gösterilir. Kutupsal koordinatlarda diyagram daha görseldir ve bir harita üzerine yerleştirildiğinde radyo istasyonunun anteninin kapsama alanı hakkında fikir edinebilirsiniz, Şekil 3.

Şekil 3

Radyasyon modelini dikdörtgen bir koordinat sisteminde temsil etmek mühendislik hesaplamaları için daha uygundur; böyle bir yapı daha çok modelin yapısını incelemek için kullanılır. Bu amaçla diyagramlar ana maksimum birliğe indirgenerek normalize edilmiş şekilde oluşturulur. Aşağıdaki şekil bir ayna anteninin tipik normalleştirilmiş radyasyon modelini göstermektedir.

Şekil 4

Yanal radyasyonun yoğunluğunun oldukça küçük olduğu ve yanal radyasyonun doğrusal bir ölçekte ölçülmesinin zor olduğu durumlarda logaritmik bir ölçek kullanılır. Bildiğiniz gibi desibel küçük değerleri büyük, büyük değerleri ise küçük yapar, dolayısıyla logaritmik ölçekte aynı diyagram aşağıdaki gibi görünür:

Şekil 5

Yalnızca radyasyon deseninden bile oldukça büyük sayı pratik için önemli olan özellikler. Yukarıda gösterilen şemaya daha yakından bakalım.

En önemli parametrelerden biri, ana lobun sıfır radyasyondaki genişliği θ 0 ve ana lobun yarı güçteki genişliği θ 0,5'tir. Gücün yarısı 3 dB seviyesine veya 0,707 alan gücü seviyesine karşılık gelir.

Şekil 6

Şekil 6'dan sıfır radyasyondaki ana lobun genişliğinin θ 0 = 5,18 derece ve yarı güç seviyesindeki genişliğin θ 0,5 = 2,15 derece olduğu görülebilir.

Diyagramlar ayrıca yan ve arka radyasyonun yoğunluğuna (yan ve arka lobların gücü) göre de değerlendirilir ve bunlardan iki tanesi daha takip eder: önemli parametreler antenler - bu koruyucu katsayı ve yan lobların seviyesidir.

Koruyucu etki faktörü, antenin ana yönde yaydığı alan kuvvetinin, ters yönde yayılan alan kuvvetine oranıdır. Diyagramın ana lobunun yönünü 180 derece olarak düşünürsek, tersi 0 derece olur. Başka herhangi bir radyasyon yönü mümkündür. Söz konusu diyagramın koruyucu etki katsayısını bulalım. Açıklık sağlamak için bunu kutupsal koordinat sisteminde gösterelim (Şekil 7):

Şekil 7

Diyagramda m1,m2 işaretleri radyasyon seviyelerini tersten ve ileri yönler sırasıyla. Koruyucu katsayı şu şekilde tanımlanır:

Göreceli birimler halinde. dB cinsinden aynı değer:

Yan lob seviyesi (SLL) genellikle dB olarak gösterilir, böylece yan radyasyon seviyesinin ana lob seviyesiyle karşılaştırıldığında ne kadar zayıf olduğunu gösterir, Şekil 8.

Şekil 8

Bunlar, herhangi bir anten sisteminin, doğrudan radyasyon modelinin tanımından çıkan iki önemli parametresidir. KND ve KU sıklıkla birbiriyle karıştırılır. Bunları dikkate almaya devam edelim.

Yön katsayısı

Yön katsayısı (DC), ana yönde (E 0 2) oluşturulan alan kuvvetinin karesinin, tüm yönlerdeki alan kuvvetinin karesinin ortalama değerine (E cf 2) oranıdır. Tanımdan da anlaşılacağı gibi, yönlülük özelliği antenin yönsel özelliklerini karakterize etmektedir. Verimlilik, yayılan güç tarafından belirlendiğinden kayıpları hesaba katmaz. Yukarıdan, verimlilik faktörünü hesaplamak için formülü belirleyebilirsiniz:

D=E 0 2 /E ort 2

Anten alım için çalışıyorsa verimlilik, girişim her yönden eşit bir şekilde gelirse, yönlü bir anteni çok yönlü bir antenle değiştirirken sinyal-gürültü oranının güç açısından kaç kat artacağını gösterir.

Verici bir anten için, yönlülük faktörü, ana yönde aynı alan güçlerini korurken, çok yönlü antenin yönlü bir antenle değiştirilmesi durumunda radyasyon gücünün kaç kat azaltılması gerektiğini gösterir.

Kesinlikle çok yönlü bir antenin verimliliği açıkça birliğe eşittir. Fiziksel olarak böyle bir antenin uzaysal radyasyon modeli ideal bir küreye benzer:

Şekil 9

Böyle bir anten her yöne eşit derecede iyi yayılır ancak pratikte mümkün değildir. Yani bu bir tür matematiksel soyutlamadır.

Kazanmak

Yukarıda belirtildiği gibi verimlilik faktörü antendeki kayıpları hesaba katmaz. Antenin yön özelliklerini karakterize eden ve içindeki kayıpları hesaba katan parametreye kazanç denir.

Kazanç faktörü (GF) G, ana yönde anten tarafından oluşturulan kare alan kuvvetinin (E 0 2), referans anten tarafından eşit güçlerde oluşturulan kare alan kuvvetinin (E oe 2) ortalama değerine oranıdır. antenlere verilir. Ayrıca kazancı belirlerken referans ve ölçülen antenlerin verimliliğinin dikkate alındığını da not ediyoruz.

Referans anteni kavramı kazancın anlaşılmasında ve farklı açılardan çok önemlidir. frekans aralıkları kullanmak farklı türler referans antenleri. Uzun/orta dalga aralığında çeyrek dalga dikey tek kutuplu vibratör standart olarak alınır (Şekil 10).

Şekil 10

Böyle bir referans vibratörü D e = 3,28 için, dolayısıyla uzun dalga/orta dalga anteninin kazancı, kazanç aracılığıyla aşağıdaki şekilde belirlenir: G = D * ŋ/3.28 burada ŋ anten verimliliğidir.

Kısa dalga aralığında, De = 1,64 olan simetrik yarım dalga vibratör referans anten olarak alınır, bu durumda kazanç:

G=D*ŋ/1,64

Mikrodalga aralığında (ve bu neredeyse tüm modern Wi-Fi, LTE ve diğer antenlerdir), referans verici olarak D e = 1 veren ve Şekil 9'da gösterilen uzamsal diyagrama sahip izotropik bir yayıcı alınır.

Kazanç, verici antenlerin belirleyici bir parametresidir, çünkü yönlü antene sağlanan gücün, ana yöndeki alan kuvvetinin değişmeden kalması için referans antene kıyasla kaç kat azaltılması gerektiğini gösterir.

KND ve KU esas olarak desibel cinsinden ifade edilir: 10lgD, 10lgG.

Çözüm

Böylece, antenin radyasyon deseni ve enerji özelliklerinden (DC ve kazanç) kaynaklanan bazı alan özelliklerini inceledik. Kazanç antendeki kayıpları hesaba kattığından, anten kazancı her zaman yön katsayısından azdır. Gücün besleme hattına geri yansıması, duvarların arkasındaki akım akışı (örneğin bir korna), diyagramın antenin yapısal parçaları tarafından gölgelenmesi vb. nedeniyle kayıplar ortaya çıkabilir. Gerçek anten sistemlerinde kazanç ile kazanç arasındaki fark 1,5-2 dB olabilir.

Anten uzunluğu boyunca akım dağılımının sabit olduğunu varsayalım:

Gerçek antenler (örneğin, slot dalga kılavuzları) veya basılı anten dizileri çoğunlukla tam olarak bu akım dağılımına sahiptir. Böyle bir antenin radyasyon modelini hesaplayalım:

Şimdi normalleştirilmiş bir model oluşturalım:

(4.1.)

Pirinç. 4.3 Düzgün akım dağılımına sahip doğrusal bir antenin radyasyon modeli

Bu radyasyon modelinde aşağıdaki alanlar ayırt edilebilir:

1) Ana lob, radyasyon modelinin alanın maksimum olduğu bölümüdür.

2) Yan yapraklar.

Aşağıdaki şekil kutupsal koordinat sistemindeki radyasyon modelini göstermektedir;
daha görsel bir görünüme sahiptir (Şekil 4.4).

Pirinç. 4.4 Kutupsal bir koordinat sisteminde düzgün akım dağılımına sahip doğrusal bir antenin radyasyon modeli

Anten yönlülüğünün niceliksel bir değerlendirmesi genellikle antenin ana lobunun genişliği olarak kabul edilir; bu, maksimumdan -3 dB'lik bir seviye veya sıfır nokta ile belirlenir. Sıfırların seviyesine göre ana lobun genişliğini belirleyelim. Burada yaklaşık olarak yüksek yönlü antenler için şunu varsayabiliriz:
. Sistem çarpanının sıfıra eşit olma koşulu yaklaşık olarak şu şekilde yazılabilir:

Bunu göz önünde bulundurarak
, son koşul şu şekilde yeniden yazılabilir:

Antenin elektriksel uzunluğunun büyük değerleri için (antenin ana lobunun yarı genişliğinin küçük değerleri için), küçük argümanın sinüsünün yaklaşık olarak değere eşit olduğu gerçeğini dikkate alarak argümanın son ilişkisi şu şekilde yeniden yazılabilir:

Sonunda ana lobun genişliği ile antenin boyutunu dalga boyunun kesirleri cinsinden bağlayan ilişkiyi bulduğumuz yerden:

Son ilişkiden önemli bir sonuç çıkar: Sabit dalga boyundaki ortak modlu doğrusal anten için anten uzunluğunun arttırılması, radyasyon modelinin daralmasına yol açar.

Bu antendeki yan lobların seviyesini tahmin edelim. (4.1) bağıntısından, birinci (maksimum) yan lobun açısal konumu için koşulu elde edebiliriz:

(-13 dB)

Bu durumda yan lobların seviyesinin anten uzunluğuna ve frekansına bağlı olmadığı, yalnızca genlik akım dağılımının türüne göre belirlendiği ortaya çıktı. UBL'yi azaltmak için, kabul edilen genlik dağılımı tipinden (tekdüze dağılım) vazgeçilmeli ve antenin kenarlarına doğru azalan bir dağılıma geçilmelidir.

5. Doğrusal anten dizisi

5.1. Gün lar ifadesinin türetilmesi

İfade 4.2. Doğrusal sürekli bir anten sisteminin alanından ayrı bir anten dizisinin alanına kolayca geçmenizi sağlar. Bunu yapmak için, integral işareti altındaki akım dağılımını, elemanların uyarılma genliklerine ve karşılık gelen koordinatlara karşılık gelen ağırlıklarla bir kafes fonksiyonu (bir dizi delta fonksiyonu) biçiminde belirtmek yeterlidir. Bu durumda sonuç, ayrık bir Fourier dönüşümü olarak anten dizisi radyasyon modelidir. Yüksek lisans öğrencilerinin bu yaklaşımı bağımsız olarak bir alıştırma olarak uygulamasına bırakılmıştır.

6. Belirli bir günde afr'nin sentezi.

6.1. Tarihsel inceleme, anten sentezi problemlerinin özellikleri.

Çoğu zaman, radyo sistemlerinin doğru çalışmasını sağlamak için, bunların bir parçası olan anten cihazlarına özel gereksinimler getirilir. Bu nedenle belirli özelliklere sahip antenlerin tasarlanması en önemli görevlerden biridir.

Temel olarak, anten cihazının radyasyon düzenine (DP) gereksinimler uygulanır ve çok çeşitlidir: desenin ana lobunun belirli bir şekli gerekli olabilir (örneğin, bir sektör ve kosekant şeklinde), belirli düzeyde yan loblar, belirli bir yönde veya belirli bir açı aralığında bir eğim. Anten teorisinin bu problemlerin çözümüne ayrılan kısmına anten sentezi teorisi denir.

Çoğu durumda sentez problemine kesin bir çözüm bulunamamıştır ve yaklaşık yöntemlerden bahsedebiliriz. Bu tür problemler üzerinde uzun süredir çalışılmakta ve birçok yöntem ve teknik bulunmuştur. Anten sentezi problemlerini çözme yöntemleri de belirli gereksinimlere tabidir: hız; sürdürülebilirlik, yani parametrelerdeki küçük değişikliklere karşı düşük hassasiyet (frekans, anten boyutları vb.); pratik fizibilite. En basit yöntemler dikkate alınır: kısmi diyagramlar ve Fourier integrali. İlk yöntem Fourier dönüşümü analojisine ve genlik-faz dağılımı ile model arasındaki bağlantıya dayanmaktadır; ikincisi ise model serisinin temel fonksiyonlara (kısmi modeller) genişletilmesine dayanmaktadır. Çoğu zaman, bu yöntemlerle elde edilen çözümlerin pratikte uygulanması zordur (antenlerin enstrümantasyon özellikleri zayıftır, genlik-faz dağılımının (APD) uygulanması zordur, çözüm kararsızdır). PRA üzerindeki kısıtlamaların dikkate alınmasına ve sözde olanlardan kaçınmaya izin veren yöntemler dikkate alınmaktadır. "aşırı yönlü etki".

Ayrı olarak, en önemlisi faz sentezi problemi olan karma sentez problemlerini vurgulamakta fayda var; belirli bir genlik için faz dağılımını bulmak, gerekli modele yol açmak. Faz sentezi problemlerinin önemi, faz dizili antenlerin (PAA) yaygın kullanımıyla açıklanabilir. Bu tür sorunları çözme yöntemleri ve'de açıklanmaktadır.