Диссертация (1137059), страница 10
Текст из файла (страница 10)
При возбуждении входов 1, 2, 4 и 5 угол отклонения луча от случая возбуждения входа 3 будет составлять 2α, α, -α и -2α соответственно, еслирасстояние между выходами распределительной системы будет равно расстоянию между излучателями. При необходимости уменьшения размеров распределительной системы, расстояние между её выходами уменьшают в n раз, по сравнению с расстоянием между излучателями АФАР. В таком случае угол отклонения луча в ДНАФАР будет меньше угла отклонения в распределительной системетакже в n раз. Для рассматриваемой системы коэффициент уменьшения геометрических размеров n составил порядка 7. В соответствующее число раз и был увеличен угол отклонения луча α в распределительной системе.Рассматриваемаягеометрияраспределительнойсистемы(см.рис.
6.1), представляет из себя H-плоскостную систему. Даннаясистема может быть проанализирована во временной области с помощью программы Planar Rt-H Analyzer [22, 45, 46]. Входы распределительной системы представляют из себя волноводы c шириной1,8 λ. Выходы распределительной системы, представляющие из себякоаксиальные зонды, моделировались H-плоскостными волноводамис магнитными стенками (т.н. условие холостого хода).Пространственный шаг дискретизации при электродинамическом анализе был выбран 1 мм, соответственно временной шаг дискретизации составляет 0.00236 нсек.
При выбранном пространственном шаге дискретизации для частоты анализа f0, отношение длины102волны в свободном пространстве к пространственному шагу дискретизации составляет 76.87. При моделировании размер анализируемой области составил 4.3×6.78 длин волн.
Область анализа составила 173’304 узлов сетки, что для одинарной модели точности потребовало 12.82 Мбайт оперативной памяти.6.2 Результаты моделирования распределения электрического поля во временной области.Результаты моделирования распределения электрического поля рассматриваемой распределительной системы оптического типа вразличные моменты времени при возбуждении входа 3 приведенына рис. 6.2.Как видно из рис.
6.2, разница длин кабелей, соединяющихвыходы распределительной системы и излучателей АФАР, для получения равной фазы на излучателях АФАР при возбуждении входа3 должна компенсировать различие в геометрическом пути от фазового центра до различных выходов распределительной системы. Поэтому оптимальным было бы размещение выходов распределительной системы не вдоль одной прямой, а вдоль линии фазового фронтадля волны, выходящей из входа 3 распределительной системы. Тогда длины кабелей для всех выходов распределительной системыбудут одинаковы. Линии эквифазных поверхностей для данногослучая являются окружностями, центры которых расположены в фазовом центре излучателя входа 3.103(а)(г)(б)(д)(в)(е)Рис.
6.2. Распределение электрического поля H-плоскостной распределительной системы оптического типа для пятилучевой АФАР привозбуждении входа 3 в моменты времени 0.5 (а), 1 (б), 1.5 (в), 2 (г),2.5 (д) и 3 (е) нс.Результаты моделирования распределения электрического поля рассматриваемой распределительной системы оптического типа вразличные моменты времени при возбуждении входа 2 приведенына рис.
6.3.104(а)(г)(б)(д)(в)(е)Рис. 6.3. Распределение электрического поля H-плоскостной распределительной системы оптического типа для пятилучевой АФАР привозбуждении входа 2 в моменты времени 0.5 (а), 1 (б), 1.5 (в), 2 (г),2.5 (д) и 3 (е) нс.По сравнению со случаем возбуждения входа 3 (см. рис.6.2),при возбуждении входа 2 распределительной системы (см. рис. 6.3)картины распределения электрического поля повернуты на угол αотносительно центра окружности, на которой входы распределительной системы, поэтому при выбранном расположении выходовраспределительной системы и одинаковых расстояниях между вы-105ходами распределительной системы и излучателями АФАР, луч ДНАФАР отклонится также на угол α относительно положения привозбуждении входа 3.(а)(г)(б)(д)(в)(е)Рис.
6.4. Распределение электрического поля H-плоскостной распределительной системы оптического типа для пятилучевой АФАР привозбуждении входа 1 в моменты времени 0.5 (а), 1 (б), 1.5 (в), 2 (г),2.5 (д) и 3 (е) нс.Результаты моделирования распределения электрического поля рассматриваемой распределительной системы оптического типа в106различные моменты времени при возбуждении входа 1 приведенына рис.6.4.Как видно из рис.
6.4, картины распределения электрическогополя повёрнуты уже на угол 2α, по сравнению со случаем, изображенным на рис. 6.2, поэтому и ДН АФАР также отклонится на угол2α относительно положения при возбуждении входа 3.В силу симметрии геометрии распределительной системы, привозбуждении входов 4 и 5 распределительной системы поворотыкартин полей и отклонения ДН АФАР будут соответствать углам –αи –2α.Для уменьшения геометрических размеров распределительнойсистемы в семь раз расстояние между ее выходами было такжеуменьшено в соответствующее число раз, поэтому для полученияотклонения лучей ДН АФАР -3,6º, -1.8 º, 1.8º и 3.6 º, входы 1, 2, 4 и 5распределительной системы оптического типа расположены под углами -25.2º, -12.6º, 12.6º и 25.2º соответственно ко входу 3, относительно центра окружности, на которой расположены входы распределительной системы.6.3 Результаты моделирования сигналов, отраженных от входов распределительной системы.Моделирование рассеяния электромагнитных волн во временной области позволило получить переходные характеристики дляотраженных сигналов для рассматриваемой распределительной системы оптического типа.На рис.
6.5 приведены переходные характеристики в распределительной системе оптического типа, показанной на рис. 1 для107сигналов, отраженных от входов 1, 2 и 3 (кривые 1, 2 и 3 соответственно). Сигналы, отраженные от входов 4 и 5, в силу симметриигеометрии распределительной системы (см. рис. 6,1), будут идентичны с отраженными сигналами для входов 2 и 1 соответственно.Рис.
6.5. Сигналы, отн.ед., отраженные от входов 1 (квадратики), 2(крестики) и 3 (треугольники) распределительной системыоптического типа для временного интервала t от 0 до 5 нс.Отличия по фазам отраженных сигналов связаны с различнойдлинной волноводов, запитывающих входы 1, 2 и 3 распределительной системы. Отличия же амплитуды отраженных сигналов междуразличными входами, определяются, тем, что отличаются геометрии108поворотов волноводных каналов данных входов распределительнойсистемы.Удобно провести усреднение отраженных сигналов по периоду колебания для рассматриваемой частоты возбуждающего сигналаи рассматривать уже не сам временной сигнал, а амлитуды и фазыотраженных сигналов. Результаты такого усреднения отраженныхсигналов для временного интервала от 0 до 10 нсек приведены нарис.
6.6 и 6.7.На рис. 6.6 показаны амплитуды, а на рис. 7 фазы отраженныхсигналов для входов 1, 2 и 3 (кривые 1, 2 и 3 соответственно на данных рисунках).Рис. 6.6. Усредненные по периоду возбуждающих колебаний амплитуды отраженных сигналов от входов 1 (квадратики), 2 (крестики) и3 (треугольники) распределительной системы для временного интервала t от 0 до 10 нс.109На рис. 6.6 по оси абсцисс откладывается время в нсек, по осиординат - амплитуда отражённого сигнала.На рис. 6.7 по оси абсцисс откладывается время в нсек, по осиординат фаза отраженого сигнала в градусах.Как видно из рис.
6.6 и 6.7 время установления стационарныхрежимов (стационарных значений амплитуд и фаз) для отраженныхсигналов составляет порядка 7 нс.Рис. 6.7. Усредненные по периоду возбуждающих колебаний фазыотраженных сигналов от входов 1 (квадратики), 2 (крестики) и 3(треугольники) распределительной системы для временногоинтервала t от 0 до 10 нсек.Приведем также на рис. 6.8 переходные характеристики дляКСВ сигналов, отраженных от входов 1, 2 и 3 (кривые 1, 2 и 3 соответственно).
На рис. 6.8 по оси абсцисс откладывается время в нсек,110по оси ординат КСВ отраженого сигнала. Как видно из рис. 6.8 всевходы распределительной системы имеют КСВ для стационарныхрежимов, менее 1.1. Стационарные режимы по отражению устанавливаются в течении 7 нс. При переходных режимах КСВ на всехвходах максимально в первые моменты времени, но тем не менее непревышает значений 1.55 и снижается до величин менее 1.2 в течении 0.5 нс. Минимальное КСВ наблюдается для входов 2 и 4.
Дляданных входов рассчитанное значение КСВ для стационарного режима – менее 1.05.Рис. 6.8. КСВ для отраженных сигналов от входов 1 (квадратики), 2(крестики) и 3 (треугольники) распределительной системыоптического типа для временного интервала t от 0 до 10 нс.Расчеты переходных характеристик по отраженным сигналампроводились с помощью программного комплекса Planar Rt-H [22].1116.4 Результаты моделирования по развязкам входов распределительной системы.Помимо КСВ входов, важными характеристиками распределительной системы являются также развязки между ее входами. С помощью программного комплекса Planar Rt-H [22] были промоделированы переходные характеристики развязок между входами распределительной системы.Входы 1 - 5 распределительной системы, избраженной нарис. 6.1, поочередно возбуждались по основному типу волны прямоугольного волновода H10 синусоидальными сигналами с частотойзаполнения f0.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
