40

````````````4. МНОЖНИК ПРЯМОЛІНІЙНИХ АНТЕННИХ РЕШІТОК…………1

4.1. Застосування АР та результуюча ДС…………..1

4.2. Дискретні АР…………………. 3

4.2.1. Види АР та їх будова …3

4.2.2. Основні залежності для множника АР ……………4

4.2.3. Просторові ДС ……………11

4.2.4. ДС на площині ……………19

5.1.2. Напрям головної пелюстки………………………….

4. МНОЖНИК ПРЯМОЛІНІЙНИХ АНТЕННИХ РЕШІТОК

4.1. Застосування ар та результуюча дс.

Застосування антенних решіток. Антенні решітки (АР) призначенні для формування ДС та деяких параметрів антен з показниками значно кращими за показники простих антен, наприклад СВ. Але при цьому не розробляються нові антени з необхідними характеристиками (які, напевно, часто і не можливо розробити), а використовуються прості антени, які є давно відомими та широковживаними . Суть вирішення проблеми полягає в тому, що формується сукупність однотипних випромінювачів, в якості яких якраз і використовуються прості антени. Виявляється, можна отримати АР з необхідними параметрами якщо обгрунтовано вибрати:

а) кількість однотипних простих антен N;

б) орієнтацію їх в просторі, в тому числі віддаль між центрами сусідніх випромінювачів, d;

в) параметри ВЧ сигналу (аплітуду та фазу) заданої частоти , який подається з окремого фідера на кожен випромінювач.

Наприклад, СВ є простими та широко використовуваними антенами. Але крім переваг їм також властиві певні недоліки:

• мінімальна ШГП є доволі значною;

• КCД досить малий;

• відсутня можливість електричного (дистанційного) управління напрямом головного пелюстка.

Тому виникає практична проблема: як використовуючи, наприклад, СВ забезпечити усунення вказаних недоліків. Одним з таких шляхів являється сумісне використання декількох СВ, В даному випадку сукупність однотипних антен утворює АР.

Результуюча ДС АР. Очевидно, що результуюча (Fr) нормована ДС сукупності випромінювачів буде відрізнятись від ДС одиночного випромінювача (Fv), але вказані ДС повинні бути взаємозвязані. Слід сподіватись, що при використанні АР можна досягти кращих результатів, порівняно з використанням однієї антени. Але при цьому виникає логічне питання, як визначити для АР її ДС (Fr): додаванням ДС (Fv) окремих антен, або їх перемноженням , чи іншим способом

Реально ( Додаток 4.1) результуюча ДС АР визначається наступним чином

Fr=Fv*Fm (4.1)

де Fm- множник АР.

Таким чином, АР вносить коректуючий вплив (4.1) на ДС окремої антени. Тому аналіз множника АР являється важливим етапом дослідження АР. Отже, в залежності від конфігурації АР , можна сформувати необхідний множник АР, а значить і результуючу ДС АР, маючи сукупність простих випромінювачів .

Графічне представлення ДС АР. При графічному представленні ДС АР, згідно (4.1) отримаємо

figure ('Color','w'); x=0; y=0; z=0;

for k=[1:3];

subplot(2,3,k); plot3(x,y,z); grid on;

axis([0 1 0 1 0 1]);

end

subplot(2,3,1);title('ДС АР, (Fr)');subplot(2,3,2); title('ДС випром., (Fv)'); subplot(2,3,3); title('ДС мн.АР , (Fm)');

Рис. 4.1. До графічного представлення ДС АР

Далі в даному розділі визначається ДС множника АР - однієї з основних складових результуючої ДС АР.

4.2. Дискретні ар

4.2.1. Види ар та їх будова

Найбільш поширеними являються АР прямолінійні дискретні АР, серед яких можна виділити три основні види

Рис.4.2. Види прямолінійних дискретних АР

Будова АР. В даних АР N однотипних випромінювачів (простіших антен) розташовані вдовж прямої, яка є віссю АР. При аналізі лінійних АР їх вісь доцільно розмістити вздовж осі OZ

figure ('Color','w'); x=0; y=0; z=0;

for k=[1:3];

subplot(2,3,k); plot3(x,y,z); grid on;

axis([-1 1 -1 1 -1 1]);xlabel('x');ylabel('y');zlabel('z');

end

subplot(2,3,1);title('вісь АР, N-ий випромінювач ');

subplot(2,3,2);title('віддаль d ');

subplot(2,3,3);title('зсув фаз h=h2-h1');

Рис.4.3. Прямолінійна АР та основні фактори впливу на її ДС

Якщо віддаль між сусідніми елементами АР одинакова (d=const), то такі АР є еквідистантними. Аналогічно, при одинакових амплітудах сигналу (А=const), що подається на кожен випромінювач, такі АР є рівноамплітудними. Якщо ж різниця фаз між струмами сусідніх випромінювачів є одинаковою h=h<sub>n</sub> – h<sub>(n-1)</sub>=const, то такі АР є лінійнофазовими.

Отже до основних параметрів АР відносяться (рис.5.3):

• кількість однотипних випромінювачів N в складі АР;

• віддаль d між сусідніми випромінювачами;

• зсув фази h= h<sub>n</sub>- h<sub>n-1</sub> (запізнення фази струму h<sub>n</sub> в наступному випромінювачі відносно фази h<sub>n-1</sub> в попередньому випромінювачі).

Очевидно, що N елементів (віддаль між якими становить d, а віддаль першого та останнього елементу від краю АР становить d/2) формують АР довжиною L, причому

L=d(N-1)+d/2+d/2=dN (4.2)