
Груба - Системы охранной сигнализации (2012) 05 ocr _cutted_optimized
.pdf




164 |
2. Средства обнаружения |
|
|
Величина коэффициента усиления О определяется |
|
||
рядомдополнительных факторов: КСВ облучателя, ка- |
|
||
чеством поверхности зеркала, долей энергии облучате- |
обпцчатепь |
||
|
|
||
ля, попадающей на зеркало. Тем не менее, здесь, как и |
|
||
везде, применима формула (3 = тl4лЅ/7»2= т1(2лК/7»)2. |
› |
||
КПД 11 меняется в пределах от О до 1. Для антенн сред- |
|||
|
|||
него качества, которые применяются |
в недорогих ра- |
Ф |
|
диолучевых СО, он составляет в среднемп= 0,5, редко |
дн |
||
опускаясь ниже 0,4 или поднимаясь выше 0,6. Увели- |
|
чение коэффициента усиления достигается за счет |
||||||||
применения антенн |
с большой площадью раскрыта. |
|||||||
Например, антенна диаметром 2К = |
І м, работающая |
|||||||
на длине волны Ж = |
10 см, |
обладает усилением С = |
||||||
0,5 × (л/0,1)2 = 500 = 27 дБ. |
|
|
|
|
||||
Зеркальная антенна обеспечивает высокую эффек- |
||||||||
тивность, она направляет в свободное пространство |
||||||||
значительную долю падающей на ее поверхность энер- |
||||||||
гии. Кроме того, она согласована вшироком диапазоне |
||||||||
длин |
волн, а также компактна (по сравнению с рупор- |
|||||||
ной). |
Вместе с тем, ее применению сопутствует услож- |
|||||||
нение конструкции, необходимость изготовления зер- |
||||||||
кала специфической формы и отделоного облучателя, |
||||||||
устанавливаемого в определённую точку относительно |
||||||||
зеркала. Смещение облуча- |
|
|
|
|
||||
теля приводит |
к расшире- |
|
|
|
|
|||
нию луча и изменению его |
|
|
|
|
||||
направления, |
что |
может |
иэпцчающая |
'_› |
|
|||
вызвать сложности при юс- |
дизпвктрик |
› / |
|
|
||||
|
|
|
|
|
пластина |
|
|
|
тировке СО. Границы ДН |
::::го:::"'*-І |
|
|
|||||
облучателя не |
могут |
|
быть |
|
|
|
|
|
абсолютно резкими, поэто- |
|
|
|
|
||||
му либо часть энергии про- |
|
|
|
|
||||
ходит мимо зеркала, |
либо значительная доля энергии |
|||||||
попадает на центральную часть зеркала, что приводит |
||||||||
к увеличению угла ДН антенны. |
|
|
|
|||||
Зеркальные антенны предоставляют широкий на- |
||||||||
бор ДН различной формы. |
Заменив параболоид вра- |
|||||||
щения на цилиндрический |
параболоид и |
применит |
||||||
линейный облучатель, |
можно получить ДН в виде уз- |
|||||||
кого горизонтального веера (рис. 2.22.17). Если ДН из- |
||||||||
лучателя сконцентрирована |
в горизонтальной |
плос- |
||||||
кости, а приемника |
в вертикальной, то процесс юс- |
|||||||
тировки СО упрощается, так как каждый |
из блоков |
|||||||
потребует изменения его направления только в одной |
||||||||
плоскости (излучатель |
наклонить, а приемник |
по- |
||||||
вернуть относительно вертикальной оси). |
|
|
||||||
Пример. Оценим размеры зеркальной антенны для |
||||||||
длины волны 7» = 3 см и угла ДН Є = 0,2. Диаметр ан- |
||||||||
тенны 2К = 1,2Ж/6 = |
180 мм. Коэффициент усиления |
|||||||
Си = 11(2пК/Ю2 = 0,5×(3, 14×0, 18/0,О3)2 = 180. |
|
|||||||
Полосковые антенны выполняются в виде плоских |
||||||||
металлических поверхностей различной формы. Они |
||||||||
вытравливаются на тех же платах, на которых проходят |
||||||||
полосковыелинии и устанавливаются элементы генера- |
||||||||
торовили приемников СВЧ излучения. Полосковыеан- |
||||||||
тенны предоставляют возможность компактных, |
техно- |
|||||||
логичных и недорогих решений различных устройств. |
||||||||
Многочисленные варианты полосковых антенн от- |
||||||||
личаются формой, размерами, исполнением и спосо- |
||||||||
бом подачи возбуждения. Среди них есть как цельно- |
зеркало |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.22.17 Зеркало в виде параболического цилиндра |
|||||||||
металлические, |
так |
и щелевые. Наиболее употреби- |
|||||||
тельны плоские прямоугольные антенны (рис. 2.22.18). |
|||||||||
Излучающий слой металла отделен от заземленной |
|||||||||
пластины слоем диэлектрика с относительной диэлек- |
|||||||||
трической проницаемостью є. Прямоугольная антенна |
|||||||||
с точки зрения формирования электромагнитной вол- |
|||||||||
ны эквивалентна открытому |
концу волновода (тех же |
||||||||
размеров). Она имеет длину Ь и ширину а, и возбужда- |
|||||||||
ется либо с помощью коаксиальной линии, |
либо по- |
||||||||
лосковым вводомв местерасположения пучности поля |
|||||||||
(центральная часть ширины пластины). |
|
|
|
|
|||||
ц |
|
|
|
|
о |
|
а |
>І |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
І |
|
|
|
І |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
І |
|
|
|
|
|
|
|
Ь |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
коаксиальная |
|
|
\ |
г |
||
1 |
|
тИлиния |
|
фі |
|
||||
|
|
іполосковая |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
линия |
|
Рис. 2.22.18 Полосковая антенна |
|
|
|
|
|
|
|||
Параметры антенны выбираются из следующих ус- |
|||||||||
ловий: длина Ь = 7»/(2є'/2), ширина а< Ж/2 уточняется по |
|||||||||
требуемой диаграмме направленности. КПД антенны |
|||||||||
невысок, он составляет11 = 0,5...О,8 (в среднем - 0,65). |
|||||||||
Прямоугольная антенна имеет широкую ДН, ее углы |
|||||||||
составляют около 9, = 1,Ц/а, Є., = |
І,17»/Ь (вдоль сторон |
||||||||
а и Ь соответственно). Здесь проявляются неудобства, |
|||||||||
связанные с описанием ДН |
с помощью углов е поло- |
||||||||
винного ослабления энергии. Если плотность потока |
|||||||||
энергии почти не зависит от направления излучения, |
|||||||||
то величина еможет значительно превосходить угол л. |
|||||||||
Поэтому удобнее пользоваться выражением для коэф- |
|||||||||
фициента усиления антенны О = 114лаЬ/Ж |
-8аЬ/Ж. |
|
|||||||
Широкая ДН антенны позволяет использовать ее в |
|||||||||
радиолучевых СО только на малых расстояниях между |
|||||||||
ПРД и ПРМ или в качестве облучателя зеркальной ан- |
|||||||||
тенны. Особенностью полосковых антенн является их |
|||||||||
узкополосность, способность эффективно работать в |
|||||||||
ограниченном |
диапазоне частот, |
что здесь является |
|||||||
скорее достоинством, |
чем недостатком. |
Антенну слож- |
|||||||
нее настроить, |
но она обеспечивает повышенную по- |
||||||||
мехоустойчивость |
к |
электромагнитным наводкам. |
|||||||
Данные антенны, благодаря широкой ДН, |
эффектив- |
||||||||
ны для применения |
в радиолокационных |
или радио- |
|||||||
метрических СО. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Описанные пять разновидностей антенн позволяют |
|||||||||
подобрать параметры источника или приемника излу- |
|||||||||
чения на любой вкус, |
с произвольной ДН. |
Общий вы- |




