Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
РРВАФУ / лекция7 ФАР.ppt
Скачиваний:
33
Добавлен:
29.03.2016
Размер:
730.11 Кб
Скачать

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