- •Излучение сверхширокополосных сигналов
- •1. Введение
- •1.1. Определения
- •1.2. Области использования сшс
- •1.3. Излучатели несинусоидальных сигналов
- •1.4. Характеристики сшс
- •1.5. Характеристики излучателей
- •1.5.1.Диаграмма направленности и другие характеристики направленности
- •1.5.2.Коэффициент направленного действия
- •И наконец, эффективная изотропно излучаемая мощность (эиим) определяется как: .
- •2. Зоны излучения
- •2.1. Зоны излучения излучателей синусоидальных волн.
- •3.Волновые уравнения для потенциалов (метод векторного потенциала)
- •4. Энергетические соотношения для нестационарного поля
- •5. Принцип суперпозиции (интеграл Дюамеля)
- •6. Элементарные излучатели
- •6.1. Электрический диполь Герца
- •6.2. Магнитный диполь Герца
- •6.3. Излучатель Гюйгенса
- •(Метод модового базиса)
- •7.1. Постановка задачи
- •7.2. Представление трехмерных векторов
- •7.3. Исключение продольных компонент поля
- •7.4. Операторы ив пространстве
- •7.5. Доказательство самосопряженности операторов
- •7.6. Докажем, что векторы иортогональны:
- •7.10.2. Метод разделения переменных
- •Примеры решений задач
- •1. Излучение источника нестационарного тока с произвольным амплитудным распределением
- •2. Излучение нестационарных полей раскрывом коаксиального волновода с бесконечным фланцем
- •Самосопряженность
- •4. Теория линейных излучателей
- •4.1 Прямолинейный излучатель
- •4.2. Расчет распределения тока по излучателю.
- •4.3 Линейный излучатель с бегущей волной тока.
- •4.4. Излучатель произвольной формы.
- •3.2 Элементарный магнитный диполь.
- •3.3 Элементарная площадка.
1.3. Излучатели несинусоидальных сигналов
Толстый вибратор (симметричный, несимметричный);

Щелевые антенны;


Логопериодическия антенна;


Комбинированные щелевые антенны;

Логарифмическая спиральная антенна:
I. ρ1=ρ0eа , ρ2=ρ0eа(φ-δ)=c ρ1;
II. ρ3=ρ0eа(φ-π) , ρ4= ρ0eа(φ-π-δ)=c ρ3.





Рупорные антенны.


Антенна Хармута (антенна большого тока)








Решетка АБТ
Биконический вибратор





Сферический диполь

Всенаправленный коаксиальный рупор

Направленный коаксиальный рупор

Бриллиантовый диполь

Диполи


ТЕМ-рупор(плоский и объемный)



Антенна для излучения импульсов (IRA)







1.4. Характеристики сшс
Рассмотрим характеристики сверхширокополосных сигналов на примере:

Изображение импульсов
Из рисунка следует:
–длительность
импульса; (обычно измеряется в наносекундах
или в пространственных размерах импульса,
удобных для оценки его разрешающей
способности, 1нс соответствует 30см);
–длительность
импульса по нулевым значениям;
2) α – крутизна фронта импульса (чем круче фронт, тем лучше);
Для напряжений задается в В/с
3)
– максимальная амплитуда импульса;
4)
– амплитуда послеимпульсных колебаний;
5)
– скважность при подаче серии импульсов
(частота стробирования),
–период подачи
импульсов.
1. Длительность импульса (в т.ч. пространственная);2. Крутизна фронта импульса;3. Максимальная амплитуда;4. Амплитуда послеимпульсных колебаний;5. Скважность при подаче серии импульсов.(все надо проиллюстрировать)
1.5. Характеристики излучателей
1.5.1.Диаграмма направленности и другие характеристики направленности
ДН по пиковой амплитуде:
;
ДН по пиковой мощности:
;
ДН по энергии:
;
ДН по максимальной крутизне фронта:
;

Пространственно-временная импульсная характеристика:





1)
,
- при возбуждении антенны током
-– в режиме излученияпередача;
2)
,
- при падении из точки
волны с зависимостью от времени
-– в режиме приема.
3)Удобнее – сквозная
характеристика – через две антенны:
,
при
,
сквозная импульсная характеристика,
через две антенны, одна из которых
приемная, вторая – передающая, причем
одна из этих антенн – с известными
стандартными характеристиками. Зная
эту характеристику, мы можем получить
сигнал на выходе антенны при возбуждении
стандартной антненны произвольным
входным сигналом:
.
Только последняя характеристика дает исчерпывающую характеристику антенны как во временной, так и в частотной области.
Знание импульсной характеристики позволяет найти частотную передаточную функцию системы:
.
И наоборот, импульсную характеристику можно найти, зная комплексную передаточную характеристику системы:
,
однако получение импульсной характеристики
с удовлетворительной точностью по
данной формуле требует знания
амплитудно-частотной и фазочастотной
характеристик системы в большом
количестве точек и в широком диапазоне
частот.Хороша же
импульсная характеристика тем, что
помогает получить токи и напряжения на
выходе антенны при возбуждении ее
сигналом любой временной зависимосьт
согласно формуле интеграла Дюамеля
.
