Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 2 - 1977 г. (1151801), страница 21
Текст из файла (страница 21)
зуемо. Нулевые значения ДН соответствуют величинам ! "-* р'"'( --) " (881 2 / Тейлор ооказел, что аппроксимацию идеальной ДН можно получить по а первым нулям диаграммы при введении параметра «расширения» о (о > 1) такого что (28)* » т 4»( 2 / 1'с а < и; иа= ж лп, а с и <аа. (89) Параметр «расширения» лп а (90) )/ А -,'. ( — — ) ) / ( — ) П( — — ) Он 2 агссдп (об )г/2 /), 192) В табл 5 приведены значении уровней боковых лепестков' и ширины главного лепесгка для ДН вида Л 1 т(у/и» вЂ” А') и ее аппроксимации при несколь. ких»начеииях и В таблицу также включены ~ипичные значения функции аспределеиив по апертуре для нескольких уровней боюзвых лепестков.
олее полные таблицы включашщие требуемые распряделении по апертуре, Позтом) первые и — !.боковые лепна»ки имена аачтн разные ампли'туды. ' 83 .Выражение для ДН в дальней «оне (л+и/н — 1)1 ~ и — и/и — 1)! «=/т "» .) где и определяется вырьжением (89). Ширина ДН по уровню 3 дБ теперь приближенно равна Гл. 2. Теория апертурных антенн Таблица 5 Параметры ДН вида Л-,Т, ([/из — Аз) и Л,Н 5Г из — Аэ для модифицированного распределения Тейлора г оа з - З;Зази Т 5|заки 5;ЗздБ н 5;ХздБ даны в [29) Необходимо проявлять осторожность при выборе уровня боковых лепестков. Онн нли асе имеют одинаковые амплитуды, или только н, Прн больших апертурах может иметь место более сильный проигрыш в КНД вследствие того, что большая часть энергии заключена в боковыи лепестках по сравнению с энергией главного лепестка.
Этого можно избежать, если потребовать, чтобы средний уровень боковых лепестков был меньше единицы. Антенны с узкой ДН и приближенным распределением Тейлора можно реализовать без существенного уменьшения КНД при соответствующем выборе н [30). Распределения для круглых апертур, которым соответствуют модифицнрованныеднаграммы направленностиЛ ! ()ги' — А'), определены Тейлором [31) с помощью таблиц, составленных Хансеном [32).
Подобный же выбор уровня первого бокового лепестка возможен и для друзах значений и. Если и = '/з, то так называемая модифицированная ДН равна (з!п и)/и! это означает, что огибающая боковых лепестков опнсыиаетса функцией (з!п и)/я. Но величина первого бокового лепестка несколько'от. 84 О 0,1 0,2 О,З 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,317 1,301 1,254 1,182 1,093 0,996 0,900 0,815 0,749 0,706 0,692 1,429 1,408 1,351 1,268 1,159 1,021 0,864 0,722 0,626 0,581 0,569 1,555 1,530 1,458 1,347 1,203 1,032 0,848 0,669 0,520 О',422 0,388 1,665 1,635 1,546 1,407 1 230 1,029 0,818 0,6!4 0,437 0,315 0,271 2/й Распределение амплитуды лола ло апертуре личиа от !3,2 дБ по отношению к главному.
Длз этого случая амплитуда первого бокового лепестка (по напряжению) з) = (4,603 з)з А)/А (93) и ширина ДН по уровню 3 дБ определяется нз уравнения чь А/1/ 2 А = зо)/из — Аз !"'т/из — Аз . (94) гд и /д гд уд ьд Урабапь бапабьж пепеатппаб бб Соотношения между уровнями первого бокового лепестка А и коэффициентом Бь, определяющим ширину основного лепестка, приведены в табл. 6, а между параметрами А, ч н шириной главного лепестка — на /бд рис.
!2. Распределение по апертуре можно найти по табл. 4, т. е. для линейной апертуры 6 (х) = '/, /, (А !/! — хз), где)х! < !. уд Можно сделать несколько / выводов. Во-первых, у = — '/з / для данной ширины днгграммй l позволяет получить наименьший дд 5 уровень боковых лепестков; У//1 во-вторых, случай А = 0 соответ. ствует данным, приведенным в чь 0=2 табл ! или на рис 9 и !О; ~ 7д в-третьих, для фиксированных чь 5 значение А скорость уменьшения уровня первого бокового лепестка г/ / 1 становнтся меньше при увеличе. ч~ бд А=У нии у; в-четвертых величина А / асимптотически стремится к нулю / при увеличении у.
При использо- А44 ванин методов синтеза учитываю- ч ~бд 2 щих соотношения между шири. /. иой основного лепестка ДН мак- ~ / / симгльной величиной и скоростью ~ь а"Ю А/ б убывания боковых лепестков, Я. аб проектировщик радиолокацион ~ / ных антенн должен принимать / компромиссное решение, которое дд „ / / зависит от условий работы РЛС дд т 2 Поэтому нельзя установить апре. деленного правила для наилучшего выбора у или 4. На рис.
13 даны примеры нескольких возможных ДН, для которых максимальное значение боковых лепестков не превышает 25 дБ Сравнение с равномерным еис. 3з. певьме э дн ачи/а'-лч лаа л-( раенрсдЕЛЕНИЕМ ПОКаЗЫВаЕт, Чта З. 4, З и т — ЫЗ, Э, Гр, И Зрд З, аж. модифипировгннав ДН вида Л, з(7и" — Аз) для и 5 дает более узкую диаграмму, но общий уровен боковых лепестков оказывается также выше по сравнению с другимв ДН вид Л,/з()/ит — 4") и Л,(и). При всех ДН (см, рис !3) уровни боковых лепестка (по напряжению) меняютса как !/и, за исключением ДН вида Лз (и), для ко торой бокозые лепестки уменьшаются как !/и' Таким образом, на РЛС ДН аида Лз (и) оказывают меньшее влияние помехи с направлений дальни 8 Гя. 2. Теория апертурных айтеия Таблица Параметры ДН энда Л,1„()/ив — Ав) Уровень боховмх лепестнав дв о/ое ' 13,2 15 20 25 30 35 40 0 1,1!8 2,320 3,214 4,009 4,755 5,471 О, 885 0,923 1,024 1,1!6 1,200 1,278 1,351 1, 000 0,993 0,933 0,863 О,801 0,751 0,709 х' Относительный КНД линейной ап~енны.
боковых лепестков, однако это приводят в увеличению ширины ДН по уровню 3 дБ на 44еА [по сравнению с Л,г,(п)). Синтеэ по крвтернЮ, эаданнвго распределеннн енергнн (могдностн). Для синтеза'антенны по распределенпю энергнн в ДН сформулнровано два крн. ' 1бб 1 су Ф б 12 1б лб 24 Рнс. !а. дн нмеммне бевевые левесщр с нааснмальнмм тревнем та дв, данные длн Лсйлоа нрнведснм длн сравненнн.
66 $ ~ цДб а.з 'ф ьс ~~ Дй 'сс ) б,б ф 47 ф , $ гб еь е в ф убуду ссс ф гб-4 $ с Е 1б- 2 $ 10 уб уг 25. Распределение амплитуды поля пп ппсптупе герма [19). В соответствие с первым критерием синтеза макснмизирустся мощность, излучаемая в некотором угле главного лепестка (или минимизнруется коэффициент рассеяния), а а соответствии со вторым — мнннмизнруется отношение мощности излучения в некотором угле х максимальному значению угловой плотности мощности (минимизируется хоэффипиент расширения). Оба нрятерня приводят х очень сходным распределениям по апертуре, но здесь рассмотрим только первый.
Часть мощности, излучаемой в авиатором угле ДН, равна" и ) [ Р (и) [з 2пиди. о Отношение мощности, излучаемой в пределах 0 ( и < и, х полной мощ. ности равно и ) [Р(и) [з иди "е "е ) [Р(и) [ешти о и' ("е)— 1 [ Р (и) [е иди — 1 0 (ие) . (96) [ Р (и) [е ис(и Член 0 (и ) определяется хах коэффициент рассеяния [14). Хотя метод оптимизации, использованный в [5, !01, можно применить х анализу антенн, в работе [Й[ приведены более удобные результаты.
В ней показано, »то распределение по апертуре. которое максимизирует излучаемую мощность в дан. ном угле, можно представить в виде ряда с членами, нормированными по амплитуде: 1 жч О(т)= — р»р(.1 — э)п (97) ч р=! где ч — нормирующнй коэффициент. Этому распределению соответствует ДН в дальней зоне Р (и) = ~з »р Л р (и], р=! где»р — параметр разложения, Показано, что можно использовать конечное ра,ложеине, причем точность растет с увеличением порядка и, таи что р и бп(,)= — «~р» (1 (99) р — ! (98! р=-и Рп (и) = ~ЧР~ »,", Л р (и! р ! прн нормнрующем коэффициенте ч, определенном выражением т ~' р»".
р=г (100) (101) ' Вю.'всйх свотншненнни иепоиьзуитпя услвиие хруговвй симметрии, но (тел! льгагы распроетрвнвютсв к на линейные антенны.. $7 Ге. 2. Теория ааертурнь!х антенн лля относительной нзлучаемой мощности Из (96) получаем выражение е рада ~~ йааа д( р 1д=! ~) р(и) )з или 'а Еа (ае) а, ) р (и) !т ит(и (102) йа)а д ( р ! д=! где ад (и) = )т й р (и) Лд (и) иди. (1ОЗ) Таблнпа 7 Коэффнпненты йа для н-членвого разложения нормнрованнмх амплитуд ра (и), сеотаетстауюшнх абсолютному максимуму Еа (и,) (36) а! ах дз н,=2 ае 3 о.'ню 3 0,76730 0,20550 0,02721 ! 1,00000 2 1,47544 3 0;53868 4 0,53514 0,52456 0,33365 0,35488 0,0!769 ае = 4 1,00000 0,17725 0,33628 0,31969 0,82275 0,3!954 0,41862 0,34418 0,17912 0,08257 1 2.
3 5 1, 00000 0,00285 0,2!643 О,!6718 0,17124 0,665!6 О,!8825 0;3!03! 0,997!5 О,!!84! 0,40436 . 0,36367 0,24022 . - Ь, 09782- О, 05696 В работе [ЗЗ) прнведено решение системы однородных уравненвй, получающейся нз (!02) прн наложении зкстремального условия, требующего ра. зенстна нулю н-й частной производной дЕ„(ие)/дйа прн и = и . Результаты для нескольких значений.н прнведены.в табл..7. тл(рн-увелнченнн а, требуются большие значения л. так что данные в таблнне дают приближение для случая л = аа по трем значащем пнфрам, если для каждого а выбирается наибольшее и. Так, например, для ие = 2, и = 3 абсолютное оптимальное распределение поля по апертуре имеет вид бз (г) = 0,609 + 0,326 (1 — г") + 0,065 (1 — г')з.
(! 04) Получающаяся в дальней зоне ЛН показана на рис. 14 совместно с ЛН для круглой апертуры с равномерным распределением (и = О) и и, = 5 (и = 5) На рисунке показана также ЛН для и = 3,83, приведенная д Уг Уд уд 24 ем'згпу я-— д рис. Ы дп лаальнеа зоне исноторма еисртетнчеснн онтннальнмз распреаслеииа полн по апертуре. в работе (14). Огибающая боковых лепестков спадает почти с такой же скоростью, кан и для апертуры с равномерным распределением. На рис, !5 приведены сравнительные результаты для распределения ие = 2 (первый боковой лепесток 20 дБ) и ие = 5 (первый боковой лепесток; 35 дБ) и распределения Тейлора для круглой апертуры для боковых лепестков с уровнем 20 дБ (п = 3) и 35 дБ (л = 4). На рис. 16 представлена завислмость относительной мощности излучения как функция угла и для нескольких значений и,.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
