- •Методы формирования диаграмм направленности антенн.
- •Плоская равномерная линейная антенная решетка.
- •Эквивалентная схема решетки в плоскости Е.
- •Диаграмма направленности ФАР (1).
- •Диаграмма направленности ФАР (3).
- •Диаграмма направленности ФАР (4). Нормированная диаграмма направленности в плоскости E.
- •Численные характеристики диаграммы направленности ФАР.
- •Расчетные соотношения для характеристик ДН.
- •Боковые лепестки диаграммы направленности.
- •Физическая модель процесса формирования поля в точке приема
Методы формирования диаграмм направленности антенн.
P 1 Im2 R |
Im |
|
A |
f ( , )Ime |
ikr |
|
2 |
|
|
|
|
||
|
E |
r |
|
|||
|
|
|
|
|
P |
|
1 Im 2 |
R |
I |
m |
|
|
|
A |
f ( , ) |
I |
m |
|
ikr |
|||||||||
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E1 |
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
|||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
2 |
|
r |
|
2 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
1 |
Im |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
A |
f ( , ) |
Im |
|
ikr |
|||||||
|
|
|
|
R |
Im |
|
E2 |
|
|
|
|
|
|
e |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
2 |
|
|
|||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
E 2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E1 |
E2 |
|
|
|
|
|
Плоская равномерная линейная антенная решетка.
I1 I; I2 |
Ie i ; I3 |
Ie i2 ;.......In Ie i(n 1) ; |
Эквивалентная схема решетки в плоскости Е.
AB d sin( e )
Диаграмма направленности ФАР (1).
|
|
|
|
Плоскость Е |
|
|
|
|
|
im |
60I |
0 |
cos(kl sin e ) cos(kl) |
e |
ikr |
; |
|
Å1 |
r |
|
cos( e ) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Å2 Å1ei(kd sin e ); Å3 Å1ei2(kd sin e );
.......................................
Ån Å1ei(n 1)(kd sin e );
E E1 E2 E2 ... En
E1(1 ei(kd sin e ) ei2(kd sin e ) ... ei(n 1)(kd sin e ) ) ein(kd sin( ) ) 1
E1 ei(kd sin( ) ) 1
|
|
|
|
|
Вводим обозначение: |
||
|
kd sin( ) |
u |
|
2 |
|||
|
Тогда |
|
|
Диаграмма направленности ФАР (2). |
|
|
|
|
|
i(n 1)u einu |
|
e inu |
|
i(n 1)u sin(nu) |
; |
|
||||
|
|
E |
E1e |
eiu |
|
e iu |
|
E1e |
|
sin(u) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончательно |
|
|
|
|
|
n(kd sin( e ) ) |
|
|
|
||||||
|
|
|
60I0 |
|
cos(kl sin e ) |
cos(kl) |
sin |
2 |
|
|
|
|
|||
E im |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
r |
|
cos( e ) |
|
|
|
kd sin( e ) |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(n 1) |
kd sin( e ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
e |
|
|
2 |
|
e ikr Afcv ( e ) fsis ( e )ei e e ikr |
|
|
|
Диаграмма направленности ФАР (3).
Плоскость Н
|
|
|
n(kbsin( h ) ) |
|
|||
|
60I0 |
|
sin |
2 |
|
|
|
E in |
(1 cos(kl)) |
|
|
|
|||
r |
kbsin( h ) |
||||||
|
|
|
|||||
|
|
|
sin |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i (n 1)
e
kb sin( h ) |
|
||
|
|
|
|
2 |
|
||
e ikr |
Afcv ( h ) fsis ( h )ei h e ikr
Диаграмма направленности ФАР (4). Нормированная диаграмма направленности в плоскости E.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
F ( e ) |
|
E |
|
|
|
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Emax |
|
|
inm |
60I0 |
(1 cos(kl)) |
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
n(kd sin( e ) ) |
||
1 cos(kl sin e ) cos(kl) |
sin |
2 |
|
|||||||
|
|
|||||||||
n |
cos( e )(1 cos(kl)) |
|
||||||||
kd sin( e ) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
sin |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нормированная диаграмма направленности в плоскости Н.
|
|
|
|
n(kbsin( e ) ) |
||
|
|
|
|
|||
|
|
1 |
|
sin |
2 |
|
F ( h ) |
|
|
|
|
||
|
m |
|
kbsin( e ) |
|||
|
|
|
||||
|
|
|
|
sin |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
Результаты численного анализа. Плоскость Е, ψ=0. |
|
|||||||
l/λ=0.25; d/λ=0.7; n=7 |
|
|
l/λ=0.25; d/λ=0.7; n=14 |
|
||||
90 |
1 |
|
СВ |
|
90 |
1 |
|
СВ |
120 |
0.8 |
60 |
ФАР |
|
120 |
|
60 |
|
|
0.8 |
ФАР |
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
150 |
0.6 |
|
30 |
150 |
|
0.6 |
30 |
|
0.4 |
|
|
0.4 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0.2 |
|
|
|
|
0.2 |
|
|
180 |
|
|
0 |
0 |
|
|
0 |
|
210 |
|
|
330 |
210 |
|
|
330 |
|
240 |
|
300 |
|
|
240 |
|
300 |
|
270 |
|
|
|
|
270 |
|
|
|
Численные характеристики диаграммы направленности ФАР. |
||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
ϴ0.5 |
|
|
|
|
0.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0.3 |
ξm1 |
|
|
ϴm1 |
|
|
|
|
0.2 |
ξm2 |
|
|
|
ϴm2 |
|
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
04 |
3 |
2 |
1 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
ϴ01 |
ϴ02 |
|
|
|
Расчетные соотношения для характеристик ДН.
|
Направления нулевого излучения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
nkd sin( 0 j ) |
|
j sin( 0 j ) |
j |
, j 1,2,3... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2 |
|
nd |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Первый ноль j=0. |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin( 01 ) |
|
|
|
|
|
57,5 |
0 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
01 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
nd |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nd rad |
|
|
nd |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Направления максимумов лепестков. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
sin( mj ) |
(2 j 1) |
|
|
, j 1,2,3.. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
nd |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уровень боковых лепестков.
mj |
|
1 |
|
|
|
m1 0,21, m2 0,13 |
|
|
2 j 1 |
|
|
||||
|
|
||||||
|
nsin |
|
|
2 |
|
|
|
|
n |
|
|||||
|
|
|
|
|
Результаты численного анализа. Плоскость Е, ψ=0. |
||||||||
|
При d/λ >1 появляются дополнительные максимумы у fsis |
|
|||||||
|
l/λ=0.25; d/λ=0.9; n=5 |
|
|
l/λ=0.25; d/λ=2; n=5 |
|
||||
|
90 |
1 |
|
СВ |
|
90 |
1 |
|
СВ |
|
120 |
60 |
|
120 |
60 |
||||
|
0.8 |
ФАР |
|
0.8 |
ФАР |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
150 |
|
0.6 |
|
30 |
150 |
|
0.6 |
30 |
|
|
0.4 |
|
|
0.4 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
0.2 |
|
|
|
|
0.2 |
|
|
180 |
|
|
|
0 |
180 |
|
|
|
0 |
210 |
|
|
|
330 |
210 |
|
|
330 |
|
|
240 |
|
300 |
|
|
240 |
|
300 |
|
|
270 |
|
|
|
|
270 |
|
|
|
Результаты численного анализа. Плоскость Н , ψ=0. |
|
|||||
l/λ=0.25; d/λ=0.9; n=5 |
|
|
l/λ=0.25; d/λ=1; n=5 |
|
||
|
90 |
|
СВ |
90 |
|
|
|
1 |
|
|
СВ |
||
|
|
1 |
|
|||
120 |
60 |
|
ФАР |
|
||
|
120 |
60 |
ФАР |
|||
|
|
|
|
|||
|
0.8 |
|
|
0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
0.6 |
|
|
150 |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
150 |
|
30 |
||
|
0.4 |
|
|
|
||
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
0 |
180 |
|
0 |
|
|
|
|
|
||
210 |
|
330 |
|
210 |
|
330 |
|
|
|
|
|
||
240 |
300 |
|
|
240 |
300 |
|
|
|
|
|
|
||
|
270 |
|
|
270 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты численного анализа. Плоскость Н , ψ=0. |
|
||||
l/λ=0.25; d/λ=1.1; n=5 |
|
l/λ=0.25; d/λ=1.5; n=5 |
|
||
|
90 |
СВ |
|
90 |
СВ |
|
1 |
|
1 |
||
120 |
60 |
ФАР |
120 |
60 |
ФАР |
|
0.8 |
|
|
0.8 |
|
150 |
0.6 |
30 |
|
0.6 |
|
|
150 |
|
30 |
||
|
0.4 |
|
|
0.4 |
|
|
0.2 |
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
180 |
|
0 |
180 |
|
0 |
|
|
|
|
||
210 |
|
330 |
210 |
|
330 |
|
|
|
|
||
240 |
300 |
|
240 |
300 |
|
|
|
|
|
||
|
270 |
|
|
270 |
|
|
|
|
|
|