- •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 точкиволны 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
.