Диаграммой

Антенна, излучающая по нормали к линии расположения излучателей

Формулами (4.12), (4.5), (4.16) устанавливается однозначная связь между. степенью полинома Чебыше-- ва m которая на единицу меньше числа излучателей, уровнем боковых лепестков и шириной диаграммы на­правленности. Если известны две из. этих величии, всегда;: можно найти третью. Обычно задаются числом излуча­телей и либо шириной диаграммы, либо уровнем боко­вых лепестков.

Соответственно'Задание по проектированию антенны может быть сформулировано в двух вариантах.

Вариант 1, Задано число излучателей и ширина диа­граммы направленности на нулевом уровне.

Расчет антенны начинается с определения степени полинома m, которая на единицу меньше числа излу­чателей.

 

 

 
 
 

Далее необходимо выбрать расстояние, между излу­чателями d. Исходным является неравенство (4.8)

В пределах этих неравенств d можно выбирать любым. При любом d -в указанных пределах сохраняются опти­мальные соотношения меж шириной главного макси­мума и уровнем боковых лепестков. Из формулы (4.13) следует, что если заданы величины и т, то при уве­личений d/ увеличивается коэффициент а, что умень­шает уровень боковых лепестков. Надо отметить, что часто расстояние между излучателями определяется кон­струкцией антенны. Например, проектируется волновод- шо-щелевая антенна с оптимальной диаграммой. В этом случае расстояние между элементами берется Яв/2. Да­лее 'порядок (расчета следующий:

1. По формуле (4.15) определяется параметр а. На­помним, что в формуле (4,15) —половина ширины лу­ча на рулевом уровне; Вычисление 'величины а должно производиться очень точно. Ответ должен содержать не менее четырех значащих цифр. Точности обычной лога­рифмической линейки здесь 'недостаточно.

2. По формуле (4.12) определяется уровень боковых лепестков q. Значение Тт(а) вычисляется или из общих фар мул (4.1), или из развернутых 'выражений (4,4). Можно также взять значение Тт(а) из таблиц [Л7].

3. Определяется ширина диаграммы направленности на уровне 0,5 мощности. Расчет ведётся по одной из формул (4.16) —(4.18).

4. По формулам (4.23) —-((4.26) рассчитываются токи и излучателях. Для облегчения вычислительной: работы можно воспользоваться табл. 3.1. Еще одна таблица то­ков в излучателях приведена в 1[ЛО 1].

5. По формулам (4.7), (4.10), (4.11) рассчитывается диаграмма направленности антенны. По формулам (4.10), (4.11) следует рассчитать лишь главный лепесток. Боковые лепестки можно строить приближенно, опреде­лив 'положение нулей (4.14) и максимумов (4.13).

Разнови дностью варианта 1 может быть задание, где известна ширина луча не на нулевом уровне;, а ;на уров­не (половинной мощности. Здесь параметр а должен определяться из формул (4.16)-(4.18) . Однако решение этих уравнений относительно величины а или q — задача сложная. В этом случае наДо воспользоваться номограм­мой рис. 4.4.

 

Вариант 2. Задано число излучателей и уровень боко­вых лепестков q.

Степень полинома m и расстояние между излучате­лями выбираются аналогично варианту 1.

Дале по формулам (4.19)-(4.21) определяется па­раметр а.

Ширина диаграммы направленности на нулевом уров­не определяется ,по формуле (4.15).

Дальнейший расчет полностью совпадает с тп. З—5 первого варианта.

Антенна, излучающая под узлом 0гл от нормали к линии расположения излучателей

Если в антенне .с оптимальной диаграммой создать линейный фазовый набег вдоль антенны, то луч откло­нится от нормали. При выполнении условия оптимальные соотношения между шириной диаграммы направлености и уровнем боковых лепестков сохра­няются. Необходимый фазовый -сдвиг фаз токов в сосед­них излучателях для отклонения луча на угол 6|i опре.- деляется известного соотношения

 
 

 

 
 
 

 

Воизбежание появления второго максимума в диограмме, на расстояние d накладывается дополнительное условие

 
 

 

 
 

 

Расчет оптимальной антенны с отклонённым на угол,:. 0гл лучом производится по тем же формулам; (4.7), (4.10), (4.11)14), (4.15) € заменой sin 9 на разность sin 0гл- Например, формула (4.10) теперь примет вид

Ширина отклоненной диаграммы направленности на уровне половинной мощности определяется по формулам

 

 

 

Здесь 0о,5 —воловина ширины неетклонёнйогб луча. Антенна с оптимальной диаграммой представляет со­бой решетку отдельных 'излучателей: вибраторов, откры­тых концов 'волноводов, малых рупоров,г вол ново дно-ще­левую антенну и т. д. Тип отельного элемента антевВ ны указывается в задании. Расчет этих элементов (произ­водится по правилам проектирования соответствуйщей антенны: рупора, вибратора, вол ново дно-щелевой антен­ны ,и т.д.

Система питания элементов антенны должна обеспе­чить рассчитанные относительные то'ки в излучателях.

Для обеспечения заданного уровня боковых лепест­ков амплитуды и фазы токов излучателей должны отли­чаться от требуемых не более чем на несколько процен­тов. В этбм смысле антенна с оптимальной диаграммой требует точной регулировки и настройки.

 

 
 

Случайные амплитудные и фазовые ошибки иска­жают диаграмму направленности и в первую очередь увеличивают уровень боковых лепестков. В результате снижается к. н. д. антенны. Уменьшение, к. н. д. под влиянием случайных ошибок в амплитуде и фазе токов излучателей можно оценить из соотношения

Здесь Do —к. и. д. антенны без ошибок; б/, бгр — среднеквадратичесиие амплитудная и фазовая ошибки соответственно.

Влияние этих ошибок часто учитывают заранее, про­ектируя антенну на уровень боковых лепестков, на 4 — 6 дб меньший; чём заданный. Опыт показывает, что если взять такой запас, то реально изготовленная" антенна имеет заданный уровень баковых лепестков.

В настоящей главе рассмотрена линейная оптималь­ная дольф — чебышевская антенна. Аналогично рассчи­тывается и плоская двумерная решетка. Расчеты в- обо­их плоскостях проводятся независимо друг от друга,

Дополнительные сведения о проекшровании антенн с оптимальной диаграммой можно найти в литературе, приведенной в конце главы, а такжев Общей литературе [ЛО 1] стр. 189-р202, [ЛО 9] стр. 255—266.

 

 

Литература

6. Dof ph €. L. A. current distribution for Broadside arrays wich jDtiniizes:Hthe relation; ship between beam width and sidelobe level. Prqe! ЩЕ, 1946, № 6, p. 335—348.

7. К и рил л о в Л. Т. Таблицы коэффициентов возбуждения и определение некоторых параметров Дольф — Чебыщевских решеток. Сб. «Антё'нны», вып. 3, 1968, стр. 49—52.' ,

Ъ. «Оптимальные, эквидистантные антенные решетки». Под ред. Бененсона Л. С. Сб. Антенные решетки, 1966, стр. ,50—82.

4. К ю н Р. Микроволновые Антенны. Изд-'во «Судостроение», 1967, стр. Ю7-М14.

: 5. 3 е л к и н Е. Г. Построение излучающей системы по заданной :ди.алра'мме направленности. Госэнергоиздат^: 1963, стр. 127—136.

7. Покровский В. Л. Оптимальные линейные антенны, излу­чающие под заданным углом к рои. «Радиотехника и электроника», 1957, № 5, стр. 559^-565. К теории , оптимальных линейных антенЩ «Радиотехника и электроника»,.. 1957, № 12, стр. 1550—1651.

7. Таблицы полиномов Чебышева. ВЦ АН СССР, 1963.

 

 








Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 1250;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.01 сек.