Диссертация (1137059), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Сигнал для моментов времени меньших 0 нс отсутствовал, а для времени больших или равных 0 нс амплитуда сигналов соответствовала мощности 1 Вт.На рис.6.9 показаны развязки для сигналов прошедших навходы 2, 3, 4 и 5 распределительной системы оптического типа длявременного интервала от 0 до 10 нс при возбуждении входа 1. Пооси абсцисс на данном рисунке откладывается время в наносекундах, по оси ординат затухание прошедшего сигнала со входа 1 в децибеллах. Кривыми 2, 3, 4 и 5 на рис.6.9 показаны затухания прошедшедших со входа 1 сигналов на входы 2, 3, 4 и 5 соответственно.Как видно из приведенных рассчитанных характеристик стационарный режим, как и для случая отраженных сигналов, достигается к 7нсек, а стационарные значения развязки между входами при возбуждении входа 1 превышают 25 дБ.112Рис.
6.9. Развязки для сигналов прошедших на входы 2 (квадратики),3 (крестики), 4 (треугольники) и 5 (темные треугольники)распределительной системы оптического типа для временногоинтервала t от 0 до 10 нс при возбуждении входа 1.На рис. 6.10 показаны развязки для сигналов прошедших навходы 1, 3, 4 и 5 распределительной системы оптического типа длявременного интервала от 0 до 10 нс при возбуждении входа 2. Пооси абсцисс на рис.
6.10 откладывается время в нсек, по оси ординатзатухание прошедшего сигнала со входа 1 в дБ. Кривыми 1, 3, 4 и 5на данном рисунке показаны затухания прошедших со входа 2 сигналов на входы 1, 3, 4 и 5 соответственно.113Рис. 6.10. Развязки для сигналов прошедших на входы 1(квадратики), 3 (крестики), 4 (треугольники) и 5 (темныетреугольники) распределительной системы оптического типа длявременного интервала t от 0 до 10 нс при возбуждении входа 2На рис.
6.11 показаны развязки для сигналов прошедших навходы 1, 2, 4 и 5 распределительной системы оптического типа длявременного интервала от 0 до 10 нс при возбуждении входа 3. Пооси абсцисс на данном рисунке откладывается время в наносекундах, по оси ординат затухание прошедшего сигнала со входа 1 в децибеллах. Кривыми 1, 2, 4 и 5 на рис.
6.11 показаны затухания прошедшедших со входа 3 сигналов на входы 1, 2, 4 и 5 соответственно.Как видно из приведенных рассчитанных характеристик стационарный режим, как и при возбуждении входа 1 (рис. 6.9) достигается к1147 нс, а стационарные значения развязки между входами при возбуждении входа 2 превышают 25 дБ, а при возбуждении входа 3 превышают 30 дБ.Рис. 6.11. Развязки для сигналов прошедших на входы 1(квадратики), 2 (крестики), 4 (треугольники) и 5 (темныетреугольники) распределительной системы оптического типа длявременного интервала t от 0 до 10 нс при возбуждении входа 3.6.5 Результаты моделирования распределения амплитуд ифаз электрического поля для стационарного режима.При помощи программного комплекса Planar Rt-H [22] былипромоделированы распределения амплитуд и фаз электрического115поля для стационарных режимов при различных значениях частотвозбуждающих сигналов.
Приведем результаты вычислений распределения амплитуд и фаз электрического поля для частоты f0 нарис. 6.12 и 6.13 соответственно.На рис. 6.12 и 6.13 показаны распределения амплитуд и фазэлектрического поля при возбуждении входов 1, 2 и 3 распределительной системы.(а)(б)(в)Рис. 6.12. Распределение амплитуды электрического поля Hплоскостной распределительной системы оптического типа дляпятилучевой АФАР при возбуждении входов 1 (а) , 2 (б) и 3 (в) длячастоты f0.116(а)(б)(в)Рис. 6.13.
Распределение фазы электрического поля H-плоскостнойраспределительной системы оптического типа для пятилучевойАФАР при возбуждении входов 1 (а) , 2 (б) и 3 (в) для частоты f0.Как видно из рис. 6.12 имеется отражение от выходов распределительной системы, которое проявляется в колебаниях ампилитуды, с периодом, соответствующим половине длины волны. Такжевидно, что амплитуда этих колебаний незначительна и соответствуетзначениям КСВ, меньшим 1.1 (см. рис. 6.8).
Амплитуды сигналов,проходящих на соседние входы, также как видно из рис. 6.12 незначительны, что соответствует значениям, приведенным на рис. 6.96.11. Важно отметить, что как видно из рис. 6.12 амплитудное распределение на выходах распределительной системы для случаеввозбуждения различных входов (а), б) и в) на рис. 6.12) идентичны,т.е.
амплитудное распределение сильно не изменяется при возбуждении различных входов распределительной системы.Рисунки 6.13а -6.13в, показывающий фазовое распределениеэлектрического поля при возбуждении входов 1, 2 и 3 распределительной системы соответственно, демонстрирует, что фазовый117фронт при возбуждении соответствующих входов поворачивается наугол относительно центра окружности (см. рис. 6.1), равный углуотклонения возбуждаемого входа, относительно центра симметриираспределительной системы.6.6 Результаты моделирования диаграмм направленностейАФАР при использовании синтезированной распределительной системы оптического типа.Используем теперь синтезированную распределительную систему оптического типа и рассчитаем для нее диаграммы направленности пятилучевой АФАР.
Пятилучевая АФАР построена так,как описано выше, т.е. выходы распределительной системы соединены с излучателями АФАР коаксиальными кабелями, длины которых подобраны таким образом, что бы при возбуждении входа 3распределительной системы на излучатели АФАР имели равные фазы. Приведем на рис. 6.14 рассчитанные диаграммы направленностипятилучевой АФАР при использовании входов 1, 2 и 3 распределительной системы для частоты f0 (см. кривые 1, 2 и 3 соответственно).Как видно из рис.
6.14, полученные диаграммы направленности требуют корректировки для уменьшения уровня боковых лепестков. Без использования апотизации уровни боковых лепестковсостовляют 13 дБ, 14.5 дБ и 17.5 дб для входов 1, 2 и 3 соответственно (см. рис. 6.14). Поэтому для уменьшения уровня боковыхлепестков необходимо ввести дополнительную корректировку амплитудного распределения для излучателей АФАР.118Рис. 6.14. Диаграммы направленности пятилучевой АФАР прииспользовании входов 1 (квадратики), 2 (крестики) и 3(треугольники) распределительной системы для частоты f0.Полученные расчетные диаграммы направленности пятилучевой АФАР соответствуют ожидаемым. Следует также отметить, чтопри соблюдении условия равенства не только фазы, но и геометрического пути от входа распределительной системы до излучателейАФАР для входа 3, система позволяет работать не только в узкойполосе частот.
Данное условие обеспечивается соответствующимподбором длин коаксиальных кабелей, соединяющих выходы распределетельной системы с излучателями АФАР. В этом случае всяраспределительная система, включая и коаксиальные кабели, является как бы геометрооптической, что позволит использовать ее в ан-119тенных системах, работающих с сверширокополосными сигналами исверхкороткими импульсами.6.7 Выводы.В данной главе приведены результаты численного моделирования во временной области распределительной системы оптического типа для 5 лучевой приемной АФАР для сигналов, отраженных отвходов и развязок между входами. Приведены также результатычисленного моделирования для стационарных режимов и диаграммынаправленности для предложенной схемы построения пятилучевойАФАР.Предложенная схема построения многолучевых АФАР на основе распределительной H-плоскостной системы оптического типапозволяет строить антенные системы, работающие со сверхширокополосными сигналами и сверхкороткими импульсами.
Разделениеизлучателей и распределительной системы позволяет для многолучевой системы отдельно проводить масштабирование геометрических размеров распределительной системы, которое связано суменьшением фазовой ошибки для отклоненных лучей, и управлятьразмерами излучающей апертуры, которая определяет ширину диаграммы направленности и, как следствие коэффициентом усиления,антенной системы.1207 Развитие методики синтеза квазиоптической распределительной системы для многолучевой АФАР.Рассмотрим геометрооптиическую интерпретацию построенияплоской распределительной системы оптического типа (РСОТ), расчет которой реализован на основе принципов геометрической оптики.
Приведем структуру многолучевой АФАР на основе РСОТ,обоснуем переход к геометрическому решению задачи. Приведемтак же методику построения построений приемных зондов, рассмотрим и докажем свойство эллипса, обосновывающее эквидистантноерасположение приемных зондов вдоль большой полуоси эллипса.Обоснуем закон преломления в линзе на основе РСОТ.7.1 Структура многолучевой АФАР.Изобразим структурную схему многолучевой АФАР нарис. 7.1. Как видно из рис. 7.1 многолучевая АФАР состоит из РСОТи излучающей апертуры.121L1L1L1L1AZ1Z2Z3L1ИзлучающаяапертураR1R2R3R4R5Z1'dZ2'Z3'ZM-1'ZM'L1ZN-2ZN-1ZNRN-4RN-3L1L1L1RN-2RN-1RNРаспределительная системаРис.
7.1. Структурная схема многолучевой фазированной антеннойрешетки с оптической распределительной системой.На рис. 7.2 показана распределительная система оптическоготипа. Она состоит из полости в металле A , N приёмных зондовZ1 Z N и N коаксиальных кабелей длиной L1 , и M излучающихзондов Z1' Z M ' (см. рис. 7.1. и 7.2.). Данная система является Нплоскостной системой [47, 48].122Z1 Z2 Z3Z1'AZ2'Z3'ZM-1'ZN-2ZN-1ZNZM'Рис. 7.2. Геометрия распределительной системы оптического типа.Излучающая апертура состоит из N излучателей R1 RN (см.рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
