sazonov_d_m__antenny_i_ustroistva_svch_1 988 (561328), страница 62
Текст из файла (страница 62)
к исходному уровню не гарантирует, что в отдельной реализации антенны уровень оцениваемого лепестка не выйдет за установленные пределы. Математическое исследование показывает, что при а«1 и р«(. модуль излучаемого поля в области бокового излучения распределен по обобщенному рэлеевскому закону с одномерной плотностью вероятности о 2 тв (/'б) = — ехр !(— Уб уб+ убо губтбо ( ) /о( —,)» ао ( 2от ~, оо ) ' (11.25) где /во= ~ з(п тр/Ч'( — детерминированная составляющая бокового нзлучення; /о(х) — модифицированная функция Бесселя нулевого гюрядка; и'= )/ пор/(2Е) — параметр закона. Графики функций тв(/б) для различных отношений /бо/и представлены на рис. 11.12,а. При /бо-б4) функция распределения переходит в обычный рэлеевский закон, а при больших /бо/о она стремится к гауссовскому закону.
Вероятность того, что значение /б окажется меньше заданного значения („ дается интегралом т ~(~о< 1)= ~ш(/б)б/б. Результат интегрирования приведен на рис. 11,12,б. Из графиков следует, что почти с единичной вероятностью уровень боковых лепестков не превышает значения у ..-у 4-о*-у +от"'%Л~Й. При вероятностях, меньших единицы, оценка уровня боковых лепестков может быть произведена с помощью графиков рис. 11.12,б. Пример. Пусть а=0,1; р=х н Е=!Ох.
Тогда средний по иошносги уровень боковых лепестков при равномерном амплитудном распределении согласно (1!.24) составит Уах — — (0,2!)з т Ргл 0,1.0,1:.— -0,066 ( — 11,8 дБ). 0(00 0,5 0,7 0 7 7 5. 4 5 0 7 70/О и! -7 0 7 7 г0700 07 Рнс. !!.!2. К вероятностной опенке уровня боковых лепестков Для вероятности Р(1а(!) =0,8 по графику рис. 11З2, б для !саго=2 находим, что ! = О 2!+О 094 О 3 ( — 1 О 6 дБ).
Дисперсия фазовых ошибок и радиус корреляции должны определяться анализом конкретной конструкции распределителя антенны. Задаваясь допустимым уровнем боковых лепестков и вероятностью его реализации, можно сформулировать требования к точности поддержания фазового распределения возбуждении. Формулы для средней ДН, среднего КНД и для оценки уровня боковых лепестков остаются справедливыми и при наличии небольших случайных ошибок в амплитудном распределении возбуждения, несколько увеличивающих общую дисперсию ошибок а, которая не должна превышать 0,2 — 0,3.
й !1.6. АнАлиз мнОжителя ИАпРАВленнОсти РАВНОМЕРНОЙ ЛИНЕЙНОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ. СПОСОБЫ ПОДАВЛЕНИЯ ПОБОЧНЫХ ГЛАВНЫХ МАКСИМУМОВ В равномерной, или эквидистантной, линейной антенной решетке одинаковые излучатели располагаются с постоянным шагом гд в точках а„=(л — 1)г1, где л — номер излучателя (рис.!1.13), и воз- Параметр обобшенного рэлеевского закона а = )х л Гор/(2б) =0094, н максимальное значение первого бокового лепестка в любых реализациях ие превысит )ам *=021+За=0,60. буждаются тонами равной амплитуды с линейно нарастающим вдоль решетки фазовым сдвигом / =/ае-ня-па~, где ЬФ вЂ” разность фаз между двумя любымн соседними излучателями.
Такая излучающая система является дискретным аналогом идеального линейного излучателя. Коэффициент замедления фазовой скорости возбуждения определяется соотношением 5=УФ/(рд), где 6=2п/). По-прежнему $=.0 соответстиует режиму синфазного возбуждения, ($(«1 — режиму возбуждения с фазовой скоростью, Рнс. 11.13.
Равнамерная лннеаная антенная решетка большей скорости света, (5 ( =-1 — режиму возбужденяя с фазовой скоростью света и 1$()1 — режиму возбуждения с замедленной фазовой скоростью. Согласно (11.!), выражение для множителя направленности эквидистантной антенной решетки приводится к геометрической прогрессии: Н Х У~(6)= ~)~~/оехр [/(и — 1Хра(соз З вЂ” Е)(=-/а ~~) д" '=/а: 1 — и и-1 и-1 где т) = ехр(/йг((соэ 6 — $) ]. После проведения ряда тождественных преобразований (включая перенос начала координат в фазовый центр, совпадающий с серединой решетки), получаем следующее выражение для нормированного множителя направленности: /т,т(Чт)= а, Чт=0,5Ф~д(соэ  — 1)., (11.26) ЛГ а(н (ЧГ/Ф) ' Если при постоянной длине решетки ЛЫ= сопИ увеличивать число излучателей до бесконечности, то з(п('Р/Ф)- тр/Ф и формула (11.26) автоматически переходит в формулу (11.5) для идеального линейного излучателя.
Поэтому при больших В н малыхтр (например, при тр/Ф(п/8) функции (11.26) и (11.5) ведут себя практически одинаково. Это означает, что форма главного лепестка и поведение ближайших к нему боковых лепестков в равномерной решетке и в непрерывном линейном излучателе такой же длины практически совпадают и, следовательно, оценки ширины луча (11.7), (11.8) н (11.10) оказываются пригодными и для равномерной линейной антенной решетки.
Разница в поведении множителей направленности непрерывной линейной антенны н решетки обусловлена тем, что множитель направленности решетки является периодической функцией с перио- дом ЛЪ и при значениях аргуМЕ4 ШЛэ- ~ мента Ч'м/Ж=Мя, М=-Е1, -+-2, ..., обращающих знаменатель в -лл -еи в еи лх я нуль,/л('р) имеет максимумы 5ш (( единичного уровня. Это означа- ~ —,Н ет„что в ДН антенной решетки МНСН5 помимо основного главного леЫеинааео пестка с максимумом при Ч'е=-0 имеются еще побочные главные лсакгиау,иы порядка М в точках Ч'и=МУп. Формирование ен,ю 5 побочных главных лепестков Лиг и поясняется рис.
11.14. Этот рисунок построен по такому же в принципу, как и рис. 1!.3 для идеального линейного излуча! теля, причем для наглядности в верхней части рисунка отдельно показано поведение чисРнс. П04. к аивлнзу множители наврав- лителя и знаменателя функции ленностн решетки ~ Б! и Ч~/51п (Ч~/Й) ~ . В нижней части рис. 11.14 изображена зависимость Ч'(О), поясняющая переход от обобщенной угловой переменной Ч' к реальным углам О.
На графике отмечена область видимости с границами Ч'шеи=0,бард(1 — $) и Ч' и = — 0,Ой~с((1+$). Полная протяженность области видимости определяется эквивалентной длиной решетки /.=/И, а положение области видимости вдоль оси Ч" можно регулировать, подбирая фазовый сдвиг ЛФ, определяющий коэффициент замедления. Направление главного максимума излучения, как и в случае идеальной линейной антенны, дается соотношением созОе=$. На рис.
11.14 в область видимости помимо главного лепестка функции ри(Ч') попадают два боковых главных максимума. На практике такое положение обычно недопустимо, так как из-за распределения излучаемой мощности по нескольким главным лепесткам ухудшается КНД, появляется неоднозначность пеленгации целей н ухудшается помехозащищенность. Рассмотрим возможные способы подавления по-. бочных главных максимумов, а именно. ограничение шага решетки, применение направленных элементов и неэквидистантпого распо- ложения излучателей. Ограничение шага решетки.
На рис. 11.15 выделен интервал изменения обобщенной угловой переменной — (Ф вЂ” 1) и ='Р( =(/ч' — !)и, в котором отсутствуют побочные главные максимумы и уровень боковых лепестков не превышает уровня первого бокового лепестка, ближайшего к главному максимуму. Если границы области видимости при выбранном числе элементов не выходят за пределы этого интервала: %' ы=0,бас/(-1 — 0 > — (Лг — 1)н, Ф,„=0,5Д/(й/(1-!) ((Лг — 1) и, Ягаусмиммй ммвюеаа о5лаппо ввйвнасао (Ртах" /и-Пхг Рис. 11.1о. К выводу условия отсутствия иооочиых гяаввых максимумов то появление побочных главных лепестков в области реальных углов невозможно.
Оба неравенства эквивалентны одному условию ч /Р~' — 1) Х (11.27) /1+ !6! Отсюда в режиме поперечного излучения (3=0) допустимое расстояние между соседнимн излучателями с(свах=(й/ — 1)я//й, т. е. несколько меньше длины волны. При сканировании в секторе углов от йо до и — 8о коэффициент замедления изменяется в пределах — созйв($ =созйо и допустимое расстояние между излучателями уменьшается до значений /Ф 1~ Х ) В режиме осевого излучения ([$~ в1) допустимое расстояние между элементами в соответствии с (1!.27) должно быть менее полуволны.
Иногда допустимый интервал изменения переменной Ч' полагают — Ун/2(Чг(Фп/2, что гарантирует в области видимости убывающий закон изменения уровня боковых лепестков в обе стороны от главного лепестка. Тогда ограничение иа шаг решетки приннмаег вид г(()/(2(1+($()) и решетка должна иметь полуволновый шаг при поперечном и четвертьволновый шаг при осевом излучении. Итак, при выполнении неравенства (11.27) ДН линейной антенной решетки отличается от ДН непрерывной линейной антенны длины /.=п/г( лишь поведением дальних боковых лепестков (они несколько выше в антенной решетке), и эти излучающие системы можно считать практически эквивалентными.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
