Линейная решетка спиральных антенн с электронным сканированием
Реферат: Усилитель приемной антенной решетки
синфазные антенные решетки
контрольная работа Конструирование вибраторной антенной решетки
Фазированная антенная решётка
Активная фазированная антенная решётка
Этим требованиям наиболее полно отвечают антенные системы в виде систем дискретных излучателей с электрически управляемой диаграммой направленностью. Получение направленного излучения с помощью таких систем объясняется интерференцией полей, создаваемых отдельными излучателями. Поэтому диаграмма направленности всей антенной решетки зависит от типа излучателей, от их расположения, от расстояний между ними, длины волны и от амплитутдно-фазового распределения. Соответствующим расположением излучателей и возбуждением в них токов определенных амплитуд и фаз можно получить различные диаграммы направленности:. Общая напряженность будет равна геометрической сумме всех векторов , т. Тогда будет иметь вид. Предположим, что все излучатели ненаправлены, т. Диаграмма направленности из системы идентичных и одинаково ориентированных направленных излучателей определяется произведением диаграммы направленности одиночного излучателя на диаграмму направленности той же системы из воображаемых направленных излучателей. Абсолютное значение определяет собой диаграмму направленности линейной тсистемы идентичных излучателей. Он не зависит от. Это обстоятельство позволяет применять правило перемножения диаграммы направленности для любой плоскости в пространстве, используя один и тот же множитель системы. Частный случай , фазы итающих токов изменяются по линейному закону. Подставляя в и учитывая, что амплитуды токов приняты равными 1, получаем. В выражение входит сумма членов геометрической прогрессии ,. Сумма членов геометрической прогрессии. Подставляя выражение в выражение , получим. Выражение является очень важным в теории антенн. Множитель в показателе есть расстояние от середины антенной системы до точки наблюдения, а определяет фазовый угол тока, соответствующего той же средней точке антенны. При указанных обозначениях выражение можно переписать:. Модуль выражения определяет собой амплитудную характеристику направленности рассматриваемой системы направленных излучателей. При сферической форме волновой поверхности ее центр называется фазовым центром антенной системы. Это выражение определяет собой диаграмму направленности линейной системы из ненаправленных излучателей и является так называемым множителем решетки. Выражение определяет ненормированную диаграмму направленности системы из ненаправленных излучателей, так как его максимальное значение отличается от единицы и равно при. Действительно, при этом выражение превращается в неопределенность вида. Поэтому нормированное значение этого выражения будет. При выражение примет вид. Это выражение определяет диаграмму направленности двух ненаправленных излучателей, разнесенных на расстояние , с токами, сдвинутыми по фазе на угол. Горизонтальная диаграмма направленности двух синфазных вертикальных вибраторов, расположенных на расстоянии. Такая антенная система, называемая синфазной , характеризуется тем, что максимумы излучения получаются в направлении, перпендикулярном линии расположения излучателей. В этом направлении длина пути от каждого излучателя до точки наблюдения будет одинаковой. Поэтому векторы напряженностей полей, создаваемых каждым из вибраторов, будут в фазе, так как поля в указанном направлении будут запаздывать на одно и то же время относительно токов в вибраторах. Минимумы излучения нули получаются вдоль линии расположения излучателей. Это объясняется тем, что волны, излучаемые двумя синфазными источниками, в этом направлении проходят пути, отличающиеся между собой на половину длины волны. В результате волны, попадающие из источников в точку наблюдения, оказываются в противоположных фазах. Горизонтальная диаграмма направленности двух вертикальных вибраторов с токами в противоположных фазах. Рассмотренная антенная система , называемая иногда переменно-фазной , характеризуется тем, что максимумы излучения получаются вдоль линии расположения излучателей, а минимумы нули - в направлении, перпендикулярном этой линии. Такая форма диаграммы направленности обусловлена интерференцией полей двух источников, подобной рассмотренной выше для синфазных излучателей. Как видно из рис. Такая диаграмма является характерной для так называемой антенны с рефлектором зеркалом. Волны, излучаемые антенной, как бы отражаются от рефлектора, расположенного позади антенны на расстоянии в четверть длины волны. Для того чтобы получилась указанная на рисунке кардиоидная диаграмма, амплитуды токов антенны и рефлектора должны быть одинаковыми, а ток в рефлекторе должен опережать по фазе ток в антенне на. К расчету ширины диаграммы направленности линейной решетки при отклонении максимума от нормали. Главный максимум диаграммы направленности ориентирован в направлении , для которого суммарный фазовый сдвиг между полями соседних излучателей обращается в нуль, т. Выражение позволяет проанализировать зависимость направленных свойств линейных антенных решеток из изотропных излучателей от при любом положении диаграммы направленности. При этом диаграмма направленности в пределах характеризуется одним главным лепестком и рядом боковых при сравнительно малых значениях угла. При этом диаграмму направленности можно аппроксимировать диаграмму направленности функцией ; ошибка аппроксимации не меньше. Когда главный максимум перпендикулярен линии расположения излучателей - поперечное излучение , ширина главного лепестка на уровне. Если - продольное излучение, то. Это существенный недостаток УБЛ При равномерном возбуждении УБЛ , что соответствует. Дифракционные максимумы, как уже было отмечено, могут возникнуть в тех случаях, когда расстояние между соседними излучателями решетки. Углы , соответствующие дифракционным максимумам, можно найти при помощи соотношения. Ближайший к нормали дифракционный максимум будет иметь при. В этом случае получим. Направление дифракционных максимумов и их число зависят от длины волны , расстояния между соседними излучателями в решетке и направления главного максимума. Если , то дифракционные максимумы отсутствуют при любых положениях главного максимума. В этом не трудно убедиться, проанализировав выражение. Наименьшее абсолютное значение получится при и. Но даже и в этом случае , чего быть не может. Очевидно также, что при поперечном излучении дифракционные максимумы могут возникнуть лишь в том случае, когда расстояние между соседними излучателями будет удовлетворять неравенству. Если дифракционный максимум появится лишь тогда, когда превысит , а при - когда станет большим. Электрическое управление положениям антенного луча может осуществляться а фазовым и б частотным методами. В последовательных схемах используются, как правила, идентичные фазовращатели, при помощи которых создаются одинаковые фазовые сдвиги между токами в соседних излучателях. Если нужно отклонить антенный луч на некоторый угол, то следует изменить электрическую длину всех фазовращателей на одну и ту же величину, соответствующую этому отклонению. Питающий фидер здесь работает в режиме бегущих волн, а излучатели слабо связаны с фидером при помощи направленных ответвителей. В параллельной схеме через каждый фазовращатель проходит лишь часть излучаемой мощности, поэтому требования к допустимой мощности фазовращателей оказываются более низкими. Коэффициент полезного действия схемы примерно соответствует коэффициенту полезного действия одной параллельной ветви и, как правило, получается более высоким, чем в последовательной схеме. Схема не требует высокой стабильности фазовращателей. Схема, показанная на рис. Достоинством этой схемы является возможность осуществления независимой регулировки амплитудного распределения путем изменения коэффициентов связи в направленных ответвителях. В проходных схемах общий разветвленный фидерный тракт отсутствует. Деление мощности здесь осуществляется при помощи слабонаправленной антенны и специальных приемных элементов. Мощность с выхода передатчика поступает в слабонаправленную антенну и излучателя ею преимущественно в ту часть окружающего пространства, где размещены приемные элементы решетки. Положение антенного луча, формируемого излучающими элементами решетки, определяются сдвигами по фазе между токами в этих элементах. Оно может быть изменено за счет воздействия на управляемые фазовращатели. Отражательные схемы отличаются от проходных тем, что в них излучающие элементы совмещены с приемными, а на месте излучающие элементов установлен отражающий экран. Благодаря этому энергия проходит через каждый фазовращатель дважды: Это приводит к изменению сдвига по фазе между токами в излучателях решетки, в результате которого меняется положение антенного луча. Частотное управление является наиболее простым с точки зрения технического выполнения, но требует перестройки частоты передатчика в сравнительно широких пределах. Решетки с частотным управлением так же, как и решетки с фазовым управлением, могут быть построены по последовательной или параллельным схемам. На практике, однако, ввиду более простой конструкции и лучшего согласования с питающим фидером наиболее широко применяются решетки с последовательной схемой включения фазовращателей и определяется, как известно, фазовым сдвигом между токами в соседних излучателях. Последний в свою очередь зависит от длины отрезка фидера , включенного между соседними излучателями, и от длины волны в фидере , и может быть представлен в виде. Из последнего выражения видно, что чем больше отношение и , тем сильнее будет отклоняться главный максимум при одном и том же изменении частоты питающего генератора. На практике для увеличения угла отклонения луча, вызванного изменением частоты, широкое применение находят свернутые и зигзагообразные волноводы, так как с их помощью можно получить отношение большим единицы. Антенные решетки, при помощи которых может быть сформирован ряд независимых друг от друга диаграмм направленности, называются многолучевыми. Схема многолучевой антенной решетки с пятью входами показана на рис. В ее состав входят решетка излучателей и диаграммаобразующая схема. Диаграммаобразующая схема служит для обеспечения независимого питания излучателей решетки через разные входы. При подключении передатчика к одному из входов схемы в излучателях решетки создается вполне определенное, свойственное лишь этому входу амплитудно-фазовое распределение диаграмма направленности. Подключение же передатчика к любому другому входу диаграммообразующей схемы вызывает изменение амплитудно-фазового распределения в излучателях решетки и соответственно формирование другой, отличной от предыдущей, диаграммы направленности. Как правило, диаграммообразующие схемы строятся таким образом, чтобы питание с любого входа обеспечивало равноамплитудное распределение, но каждому входу соответствовала бы своя фазовая характеристика. При переключении входов дискретно меняется сдвиг по фазе между токами соседних излучателей. В соответствии с этим также дискретно меняется положение антенного луча в пространстве. Если, например, при питании с 1-го входа сдвиг по фазе между токами соседних излучателей равен , а при питании со 2-го - , то главные максимумы формируемых при этом лучей 1и 2 будут ориентированы под углами. В общем случае число входов диаграммообразующей схемы соответствует числу лучей, формируемых многолучевой антенной решеткой, а число входов схемы равняется числу излучателей решетки. Если многолучевая антенная решетка предназначена для работы в заданном секторе пространства, то она выполняется таким образом, чтобы соседние лучи пересекались примерно на уровне половинной мощности. Многолучевая антенная решетка является весьма универсальным устройством. Если она имеет входов, то при одновременном их использовании формируется независимых друг от друга лучей как в режиме передачи, так и в режиме приема, а при поочередном — формируется один из лучей, соответствующий подключенному входу. Для питания многолучевых антенных решеток применяются последовательные или параллельные диаграммообразующие схемы. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. Высокую скорость перемещения антенного луча в пространстве. Движение диаграммы направленности по любой заданной траектории. Блок-схема антенной решетки в общем виде может быть представлена следующим образом. Структура схемы с управляемым лучом. Соответствующим расположением излучателей и возбуждением в них токов определенных амплитуд и фаз можно получить различные диаграммы направленности: Если излучатели ориентированы в пространстве одинаково и одинаковы Для рассматриваемой системы Кроме того, учитывая, что размеры системы намного больше расстояния до точки наблюдения Тогда будет иметь вид , где - ток излучателя 1 Предположим, что все излучатели ненаправлены, т. Поле линейной системы идентичных излучателей. Линейная система идентичных излучателей. Подставляя в получим Абсолютное значение определяет собой диаграмму направленности линейной тсистемы идентичных излучателей. Множитель - - является множителем решетки. Сумма членов геометрической прогрессии Подставляя выражение в выражение , получим Выражение является очень важным в теории антенн. При указанных обозначениях выражение можно переписать: Фазовый множитель выражения определяет фазовую характеристику системы, а следовательно, форму ее волновой поверхности поверхности равных фаз. Поэтому нормированное значение этого выражения будет Рассмотрим несколько случаев. При выражение примет вид Это выражение определяет диаграмму направленности двух ненаправленных излучателей, разнесенных на расстояние , с токами, сдвинутыми по фазе на угол. Рассмотрим несколько частных случаев. Подписаться на рассылку Pandia. Интересные новости Важные темы Обзоры сервисов Pandia. Основные порталы, построенные редакторами. Бизнес и финансы Бизнес: Каталог авторов частные аккаунты. Все права защищены Мнение редакции может не совпадать с мнениями авторов. Минимальная ширина экрана монитора для комфортного просмотра сайта: Мы признательны за найденные неточности в материалах, опечатки, некорректное отображение элементов на странице - отправляйте на support pandia. Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: О проекте Справка О проекте Сообщить о нарушении Форма обратной связи. Авторам Открыть сайт Войти Пожаловаться. Архивы Все категории Архивные категории Все статьи Фотоархивы. Лента обновлений Педагогические программы. Правила пользования Сайтом Правила публикации материалов Политика конфиденциальности и обработки персональных данных При перепечатке материалов ссылка на pandia.
Умирают щенки от энтерита
Финансово лицевой счет сколько цифр
Системы разработки рудных месторождений подземным способом
Тверские новости россия
Трезор духи описание аромата
Проблема экологии литературные аргументы