Устройства СВЧ и Антенны (Д.И. Воскресенский и др) (561333), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Если коэффициент связи антенн определяется относительно некоторых одномодовых сечений филерных трактов, то в выражение (13.49) добавляются сомножитслн 9»~(у) цет(эг), характеризующие коэффициент полезного действия отрезков фидер- ного тракта первой и второй РЭС. г «=~ — ) 9„(у)а,(м,)д„(у)а,(м,)ф'. (13 51) Таким образом, коэффициент связи антенн рассчитывают через их характеристики направленности.тасобенносгь закшочается в том, что зти характеристики должны быть известны в широкой, в том числе и нерабочей, полосе частот.
Кроме того, на частотах выше рабочей частоты тракт питания антенны становится многомодовым и, таким образом, у антенкы появляется несколько входов. Поэтому приходится рассчитывать матриоу [ь(г')) коэффициентов связи между входами обеих антенн Выражение (13.51) показывщт возможные пути обеспечения ЭМС РТС за счет умекьшения коэффициента связи их антенн, а именно: увеличение расртояния между антеннами (способ очевидный, но далеко не всегда приемлемый); уменьшение коэффиниенза усиления каждой нз антенн в заданной полосе частот в направлении на Лругую антенну, в частности, с помощью формирования провалов в Лиаграммах направленности антенн в указанных направлениях или установки экранов между антеннами; применение полэргшадионно-рювязанных антевн; использование резонансного согласования антенн с фидерной линией на рабочей частоте, что приводит к резкому рассогласованию, а спело.
вательно, и падению коэффициента усиления антенн на нерабочих частотах; применение фидериых линий с большой постоянной затухания на нерабочих часпггах. Вообще с позиции обеспечения ЭМС, при разработке антенно-фцлерных уст ройств важно обеспечить ие только кхорошиеэ характеристики в требуемой рабочей полосе частот РТС, но и кплохне» характеристики за пределами этой полосы. Если антенны расположены на произвольном расстоянии друг от друга, в частновтгь в промежуточной ш~и ближней зоне, то коэффициент связи антеви определяется дерез их поле излучения в режиме передачи: 2 (1-1Г,/ )[1 — 1Гз/ ) )[ЕзНД вЂ” [Е,На[ля Р= г (13.52) 16Р, Р ~[~„~'~ ~л ((2п ~ г)[)(222 ~ У ) 232/ (13.53) Ейе 2», Еп — входные сопротивления первой и второй уединенных антенн; И', — волНовое сопротивление фидерной линии первой антенны, Х„ — сопротивление нагрузки, )Шлюченное непосредственно на вход второй антенны.
Более подробные сведения о методах расчета коэффициента связи межлу антеннами в широкой полосе частот можно найти в [15]. 191 Едесь через Ен Но Е, Н, обозначены электрическое н магнитное поля первой и ато. фой антенн а произвольной точке на поверхности 5 при подаче на вход каждой из анЕанн в режиме передачи мощностей Р, и Р; Го Гз — коэффициенты отражения от [[йодов этих антенн. НРи этом попе одной из антенн, напРимеР ео но и коэффициент йгражения от ее входа Г, находятся а присутствии второй антенны, т е. учитывается пня второй антенны, как пассивного рассеивателя иа поле излучения первой ан.
Поле Е, Н второй антенны может существовать как в присутствии, твк и в фсутствие первой антенны. Поверхность 5 — произвольная замкнутая, охватывающая [(ибо только первую, либо только вторую антенну, При расчете полей Еп Но Е, Н,, входящих в соотношение (13.52), требуется ращение соответствующей задачи возбуждения антенн а режиме передачи. Эта эалача, 1 правило, хорошо разрешима щ~я анюнн, работающих на основной (рабочей) часто.
Для нерабочих частот поля ишучения известны лишь для простейших типов антенн 'айнбраторных, шелеаых, в виде открытых концов волноеодов и др.). Поэтому, несмотря [[а относительную простату соотношения (13.52), пользование им требует существен)[ого развития методов и алгоритмов расчета полей излучения антенн на нерабочих ЧЖтотах. Для слабонаправленных и других типов антенн, для которых известно взаимное 'Сппротивленне уц между первой и второй антеннами, коэффициент связи Глава 14 Слабонаправленные антенны 14.1. Характеристики аытеыы с учетом влнвыив проводвщсй земыой поверхыости или летательыого аппарата.
Метод зеркальных ызобрашеыый При расположении антенны рана, имеющего в общем случае пр вблизи земной поверхности нли металлического эк. оизвольную форму (обшнвка летательного аппарата (ЛА) юти корабля), часть поля антенны попадасг на эту поверхность (рнс. 14.1,а). В результате в земле и близко расположенньи меиллических телах возни. кают токи проводимости и смещения (вторичные токи).
Этв токи седлают свое (вторичное) лоле, которое связано с первичным через граничные усло. вия на земной поверхности или экрана. Влияние, оказываемое вторичным полем на характеристики антенны, ничем качественно не отличаются от влияния рядом римешеиной антенны, и качественный характер этого влиянии остается одинаковым как дяя земли, так и для металлического экрана. Поскольку граничные условия для металлической поверхности записываются значительно проще, чем для реальной (полупроаоляшей) зем- ьно 199 ной поверхности, рассмотрение начнем с идеал Рнс.14Л.
Влияниеэкрана отражающего экрана, воспользовавшись методом на характернстмки антенны: о-раооозакоммо омбратора зеркального изображсши моо могояомчоскмм экраном, Согласно этому методу источник радиоизлуб-хоп отчая ог омтомнм челна, расположенный над бесконечно протяжен- ной и идеально проводяшей плоскостью, создает в освещенном полупросгранстве такое же поле, какое создали бы два источника излучения, помещенные в свободное пространство, один из которых представляет собой реальную антенну, а второй — се зеркальное изображение а экране.
Зеркальный источник располагается при этом на прополжснии нормали к поверхности на расстоянии, равном высоте подаеса Д реальной антенны (рис. 14.1,б). Амплитула тока в зеркальном источникс (антенне) при полном отражении равна амплитуде тока а реальной антенне. Что касается направчсния (т.с. фазы) тока в зеркальном изображении антенны, то оно может быть указано тоиько с учетам граничных условий на поверхности экрана.
Зсркальныс юображения симметричного вибратора при различных его ориентапилх относительно экрана, а также направления силовых линий паля Е антенны и се зеркатьиого изображения покюаны на рис. 14.2,а,б Как видим, на поверхности экрана тангенмнальная составгиюшая Е, результи. руюшсго поля обрашается в нуль, если а горизонтальном вибраторе и его изображении токи текут в противоположных направлениях (т.е.
противофазны), а в вертикальном вибраторе н его изображении — в одном направлении (токи синфазны). Рнс. 14.1. Зеркальное изображение самметрнчлого анбратора: а — сашка вкл; б- оарсжлсвле каоаазяслл» така в заркэльже кзсаракскис вкала юла Направление тока в изображении произвольно ориентированного вибратора определяется как для суммарного тока („состоящего из горизонтальной и вертикальной составляющих.
Более сложные антенны при построении их зеркальных изображений могут быть Разложены на более простые элементы, для которых правила зеркального изображения известны. В отличие от идеального отражающего экрана земная поверхность не дает полного Отражения; часть энергии падающей волны проникает в толщу Земли и там затухает, превращаясь в тепло. Поэтому строгий учет влияния реальных параметров почвы на излучение антенн окюыаастся более сложным.
Однако его результаты покиывают, что и в этом случае принцип зеркального изображения также может быть использован лля расчета полл, но только в дальней зоне (диаграмма направленности). При этом зерзлщьиос изображение излучателя, как и для металлического экрана, располагается пол плоской земной поверхностью, а ток ) в нем принимают равным току Реальной антенны )„умноженному на коэффициент отражения я от полупроаодящей земной поверхности (коэффициент Френеля): )1 = Ядю .* гле я = яе'е (я — модуль коэффициента отражения, Ф- его фаза). В завнсвмостн от ориентации вектора Е у отражающей поверхности различают козффнцкенты Френеля для юрнзонтально н вертикально поляризованных полей.
Прн. чем этн каэффнцненты зависят от угла падения волны, злектрнческнх параметров поч. вы (проводнмостн Ф днэяекгрнческой проницаемости в) н длины волны Л. Соответствуюшне расчетные формулы приводятся в курсе творя н зле ктромагннтного поля. Таким образом, применение метода зеркального изображении позволяет свестн задачу об антенне над экраном (нлн землей) к задаче о двух связанных антеннах с нзвестным соотнашеннем токов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
