L3 (Линии передачи СВЧ-диапазона, В.М. Максимов), страница 3

рва. 1.3). Отвошезае осей «) зазывают коз44вцвезтоы зллзптачвости. Величава ~~ ярвпасыввют зввк пдюс прв п)щзоа в)ш«- щенвв ~Г и знак»ввус прз левом. Прв вззествых геоыетрвчеаквх параметрах пол~цщзвцвоввого зллапса пара»атры вектора пслярвзазыв определяютоя по 4ор~улаы Я =«(«« . с) ««,. «г«« Схедует указать, что как полярвзвцаонвая харвктервстввв автевзк (1.19) „твк в ащалвтудвая ха)зхзтервстакв УТЮГ~ ве завяоят от полокенвя зачала коордвват. Лаагрв»ыы вепразлезвоств за запевкой поларвзвцвв поля прв учете еыплзтудвых а пояяразвцаоввых свойств автеав могут быть предстекяезы в Ваде у1 е,«г>к~в, ч) (У'(В,Ф),С(В, РЛ «(и «м ~ « -« 'ТКИ ~с«,яГ«~-«кюЛ„„, »взревя ха те ст т . Мзваый показатель атепевв У(Щ~~ третьего ао»воквтеля в зырвкеввв (1.16) - 4взовея характервствка зеправьениоста евтеева по главкой поляразацва азлучеавя.

Озв харвктерврует вз»евеаве 4взозого сдзяга ксыповевты гхазвой по ляразацва пра переыещезвв точка нвблюяеавя по поверхвостз большой с4еры радиуса т а цеатрс» в начале выбрвввой заставы коорпвввт а, следовательно, заззсат от етого выбора. По»вью 4езовой характерватвкв Ф(Ут), ввсщятся тапке зква4взвые погерхвоств з двльвей зове, т.е. поверх»оста, на которзх фзза кс»ковент» главной цолярвзецва сохраняет одвиаковое зваченве для всех углов ваблюдеввя.

урвззенве такой поверхности»азат быть дредствзлево з ваде [Ц ХВ ю'(() е) - т1 + — <~(2, ф) . Л (1.23) Еалв эквнфаэнея поверхноать предатввляет ообой аферу (без учета возмокнмх акачков на ф2 прв переходе через нуль амплнтудной )(Н), то центр такой афере наэмввмт м т ом . )(ля удаленного наблвдателя фазозмй центр являетая той точкой энтеннм, откуда ваходят офервчеакае волна поля излучения. Проатеймей феновой харектерватвкой аатензм являетая поатояннвя функция Ф(Ю (э) - ф т х, э Уде $ - конетанта.

В этом случае, кек аледует аз (1.23), зкввфаэаме поверхноата имеют энн офер, ~' = сэям а фазовый центр оовпедает о началом коордвнат. Еалн ае фувкцвя (Зяу) непоотоянна, то возмокнм оледухщве олучан: ентенна навет фазовый центр, не ооэпадамлнй о началом коордвнат; антенна не имеет фазового центра. квифазнай оьаРхйос'~пь Рна. 1.4 16 В квздом из зтзх азучаев возившие упрсщеяве вида 4взовой хврактерватвкв зв очет соотнетстнушаего переноса начала сиотемы координат. На рис. 1.4 а исходной свстемой координат «, Ю, щ, амеищей центр з точке О, показано положение начала вовой састемы - точка О' с коориинвтвми щ., я,к в старой системе. В вовой системе координат г',д,~р иахцивзя 4азовая лврвитеристкка вздоазменнется вз-за наличия разности хода лучей ~~ аты: Ф(О,М- ФЮЖ -Йвьсоы- = Ф(Ю,Ф) - Й(х умздашу+щ йлдеягр + х ссср) .

(1.24) Если антенна выест фазовый центр (первый случай), то координаты Хс,)4,х„могут быть подобраны так, что Ф(дзн) аязу . Это возможно лишь при условии приведения исходной фазозой характериотики к виду 9~ й(к вся,Всея(с+ у йаВлвюр+ х акр+ и,), (1.2В) где 'И'- некотории константа. Отащиа можно утверждать, что антенна вмеет фазовый центр только з том случае, если ее фезаая характеристика мсает быть предотавлена з виде (1.25).

Многие реальные антенны, такие как руцорнме, спиральные, турввкетнме и др., имеют базовые характеристики, з той илв ивой отепени отличные от (1.25), в, таким образом, ве имеют 4азозого центра и строгом понимании (второй случай). Однако в длн таках антенн можно указать точку ~„ус, х (твк называемый центд> изл1чййая), относительно которой поверхность равных фвз наименее уклоняется от сферической, а фвзован харзктераатика наиболее близка к постоянной функции.

Рассмотренные понятия фазового центра антенны н центра излучения относятся к иомцоненте на главной поляризации взлучения. )(ля цоля парезвтной поляризацнв фшзовая харзктерастика нзправленноств может быть найдена с псмоиью соотношения Ф, <Кю) - ~(()Р) + м(~,ч3, где ФЯ9') - фазоввя характеристика на главной поляризации; 9~Я~р) — фазовый сдзвг компоненсм вектора парвзитной поляризации по отношению к компоненте главной поля)швеции.

Эдесь генке могут быть введены понятна 4взового центра и центра излучения. 17 вт ле но е а (КНД) являетоя мерой концентрацаа нзлучеавя в проатрвнотве, которое оаущеотвляетоя антенной. Прн этом аледует подчеркнуть, что нецравленные авойатва антенны (ее направленнооть дейатвая) непоаредатвенно авязаны а характером ДН а заввеят от геометрлл, размеров а твпа антенны, а такее от ее рааполоаенвя отноонтельно прозодящвх экранов (например, борта летательного аппарата) ллн позерхноотв землв.

КНД вать отномелне значения вектора Пойнтанга Л, создаваемого антенной з данном нвправленва, к значению вектора Пойнтннга эталонной антенны Л в етом ке нацрввленнл пра одннекоюых рааатоянаях ю до раааматрнваемой точка в равных излучаемых мощвоотях (Р -.1~ )г (1.27) 18 (1.26) влн КНД - зто чаало, показывелщее зо аколько раз необходимо увеличввать вещность азлучення Р пра переходе от денной антенны к эталонной, чтобы оохреялть нейзменной непряаенноать коля в точке приема. В качеатве эталонной антеняы аапользуют: вообреквемый ебоолвтно ненаправленный (нзотропный) излучатель, деполь Герца, полуволяозмй вабратор, рупор а т.д.

Пранвмвя за эталонную антенну нзотропный излучатель, для КНД антенны (1.28) получаем аледухщее зыракенне: р(р ) бы~'"(Ю,у) $ ~~(е ~ ~л(0,4 шз6 сИ Зала необходнмо вычяалвть КНД в непрввлеввв маколмума азлучеаея, то в чаалытель пооледнего зырваензя необходимо подотевнть коордвнвты этого направления д=д, ° Ю =Ж . Переходя пра зтон к зепаан ДН антенны в нормнрованном заде, для КНД в напрвзленна макавмума азлучеввя заплывы л Фд (1.28) ) 4у ) Р ~99) 0йВ сЯ -фл ~(в,Ф г(з(Ф - .,Н' КНД антенны леквт в пределах от едвняц (алабонаправлеввме антенны) до неакольквх лецнтков н деке сотен тыскч в онучке ан- тенн а вмсокой направленностью. КНИ прв атом тем бельме, чем укв главвмй лепесток ЛН в меньше уровень бокового излучения.

Ко т вл т (КУ) определяется ввалогачно КНЛ, только сравневве ведется не по мсщвоатв излучения, а по мощ- ностям, подводнмым к антеннам. Ку антенна показывает во околько раз необходимо увеличить подзодвмую мощность прн переходе от на- правленной к ненаправленной антенне, чтобы подучить то ке значе- ние напрякенноатн поля в точке правка. Прв этом предполагается, что коэффвцвент полезного дейатзвя (ИПП) невнярввленвой антенны равен едвввце. Из определения следует, что коэфрвнщент усвлеввя р(в,(г) - ))(р,р) и, где у = )Ух/(Юх~ '),)- ИПЛ антенны; Р. н Х„' - сопротнвлеввя нэдуче- нвя (см. равд. 1Л) н потерь ооответственно. Обычно интересуются макснмальвммн значеввямн КНИ н Ку: КУ простейщах твпов антенн, таких как сямметрвчвкй вабратор, практнческв совцздает с КНП, так как вх КПЛ м х1.

Лля ряда антенн, особенно с уп)ввляемвм з пространстве полсаеввем ИИ, я =0,3...0,5 в дзае анке. Поэтому вх КНЛ н Ку эначнтельно отлвчвются друг от друга. ИНЛ в КУ антенвк нзмеряются как в абсолютных едвнвцах, твк н логарвфмнческвх (децнбелах нлв неперах): Р, (дБ) = 10сй'Ис; ь, [дн) = 10 ~й ь, . У в ь бок<мял лепес ов оказывает существенное нлвянве на основвие параметра радвотехннчеаквх систем (напрвнер, ИИС): поме- хозещлщенноать, вероятность лояного обнарукенвя, скрктноать ра- боты.

Велачнну бокового нзлучення антенны оценвввют цра помола рвз- лвчвмх параметров, оянка вз кото(юх ввляетоя от й б ! ) / -! Г !,/)И ) - Г,/й. ал ал юссс ~ ю армс Фкл~ ~ю мм Таким образом, ~~, представляет ообой отношение напрякеннос- тв паля антенна в напревленвв мзксвмума бокового лепестка к нащм- кенностч поля в направленвн тленного максимума ДН. Обмчно этот па- раметр определяют для самого большого по величине бокового лепеат- 19 ка и выракзят в процентах или децибелах. Антенны совремвнных радлолоквционных стзнций лмевт боковые лвцесткв нв уровне -30 дБ а нзяв. )(ля оценки нсего боковою излучезвя ннтвнны вводят другой параметр — с ннй овень боковых лепе тков Р(У, и) сид Ыййр, Ф 4х-ы„ ю где Ы„„- телесный угол, занимаемый основным лвпестком по нулевому уровню излучення. Более наглядной характзрнатлкой бокового излучения является о ент сея Рл( й, я гсг9 дб сЬу й Фз-ц ~ Гл(д~р) гнгдгИс~Ф +х показмввлщвй ту часть мощности, которая излучазтся боковины и зздннми лецестквмн.

Соотнвтстввкно звличннв ( ~-Юс) всть относитзльнвя доля мощности излучения, сосредоточенная в главном лзпеатке ДН, т.в. зто кт ноют глен о а. 1Л. оп ленне ння ко в т полив ого ействин и нх ой вмпз с анте Введем ряд паранзтров, исцользузмых цри математическом моделировании пзрвдзщвх внтвнн с учетом области от нх входа до точка наблщиення и двльней зоне. Осуществляя интегрирование ввкторн Пойнтинга по позерхвооти сферы в двльнвй зонв, воино вычислить мсщность взлученвя Рл (метод вектора Пойнтинга [2]).

В тзорни антенн принято вырнкнть излучввмые мсщноста чврез некоторые козффицивнсы - соцротнвление излучения У, (или проводимость излучвння Б.). Тогда с учвтом прздотннлвнля поля антенны в вида (1.15) мокно зацисать йл Я Р= а1 "Ц 1 йФа - ~~" У„'1 7(В,ЯАЯ. (1. ) я сх я-ФХ Так квк опредвлензый интеграл з (1.29) соглвсно (1.2В) равен йХ/1~, гдв Яс - КНЛ антенны в неправленин мвксвызльного излучения, для с стизлення изл внвя, отнвсенного к некоторой выбранной точке знтенны, получаем 20 у~ - (~.у/.у)(Й„/у)", (1 30) отошла (1.31) х - и/л г'+ вш - (/+Г)/(/-Г) клк но овал вх п ав рать антенвы (Г у/х -((+ц~ -(/-Г)/(/+Г) Входная ыащвоать пра етаы ыоает быть предатавлева в ввде Р Уе(и 4) [ц[ ю' !и1 ~-!аь! (1-!Г1 ) ° ,цератййхщу Лйййа внтеавы, уотававлвввищая форыальао авявь вакху КНН в аопротввлеввеы ввлучевая пра кввеатлых длква валлы в параывтрах арада, окрукакщей антенну.

В алучае даполя Герца дейатвуцьщая длвва аовпадает огвоыатркчеакай длвыой двполя. Для учета векебаявых ыотарь чааты подводлыой к аатеиые ышцвоатв ыа нагрев ыеадеальвых праводквлов в кзоляторов вводвтая ИН)( автеавы я-Р,/Я„-Р,/(Р, +Р ) -Мl(Р,. Ц ), (1.33) где Рл, - полввя входвая ышилоать; Рк — ыащвооть квлучеввя; Р, ыощвоать оыачеаквх потерь в антеваа в аоглааушщвы уатройатвв.