Слаботочка Книги примерно 0,34Атах. На рис. 8.16 приведена зависимость развязки от длины волны. Структура, как следует из графика, обеспечивает во всем диапазоне 3.. .8 см дополнительную развязку не менее 15 дБ. Из приведенных графиков следует, что НДС широкополоснее ребристых PC и применяются для увеличения развязки в диапазоне частот с перекрытием 3:1 и более. При этом, однако, общая (усредненная по диапазону) эффективность таких PC ниже, чем у ребристых, что дает основание рекомендовать использование НДС там, где расстояние между развязываемыми антеннами достаточно велико. На рис. 8.17,а-г показаны различные варианты конструкций PC, результаты исследований которых приведены выше. Численные исследования проводились с использованием аппарата, основанного на решении интегрального уравнения Фредгольма 1-го рода [8.9]: J[g{r, г) + g%r, r)]e{r) dt, = Н,{г); r,rGS, (8.8) где G** - функции Грина задачи Неймана для внутренней и внешней областей соответственно; е(г) = = T:-hzir) - искомая функция - к дп тангенциальная компонента электрического вектора на S; Е - суммарная апертура (координатная граница между Vi и Ve); д/дп - производная в направлении нормали к Е из Vi в Ve; Нг{г) - правая часть , представляющая собой сумму первичного поля Я° и поля Я*, возбужденного первичным полем в Vi. Соответствующие алгоритмы приведены в [8.6-8.11]. Структуры 8.17,5,е и аналогичных типов (со сложным профилем канавок) применяют для расширения рабочего диапазона частот. Их можно рассчитать на основе уравнения (8.8). В качестве примера реализации PC на практике приведем данные, полученные с подковообразной ребристой структурой, геометрические параметры которой были оптимизированы. Ребристую структуру применяли с антенной трехсантиметрового диапазона волн, размещенной в коробе с закругленными краями, к которому в плоскости, параллельной апертуре антенны, пристыковывалась упомянутая структура. Развязка между двумя такими модулями, расположенными заподлицо в плоском экране на расстоянии около 5,5 м друг от друга, составила 120... 126 дБ в диапазоне частот с перекрытием 1,5:1. При этом вклады различных мер распределились следующим образом: Л 66 дБ, 7 = 0 дБ, g1g2w f 54-г 60 дБ. В g1g2w объединены вклады закругленных краев коробов (порядка 15... 20 дБ) и структур (30.. .36 дБ), g1g2 4 -г 9 дБ (края короба освещаются довольно высоким уровнем диаграммы). Этот пример показывает, что при оптимальных PC можно даже при размещении на малогабаритном объекте достичь высоких значений развязки, близких к предельно достижимым. Литература 8.1. Дмитренко А.Г. Изв. вузов. РЭ. 1976. № 2. С. 123. 8.2. Шевченко В.В, Плавные переходы в открытых волноводах. М.: Наука, 1969. 8.3. Кюркчан А.Г., Свистунов Г.А. Антенны. М.: Радио и связь, 1982. Вып. 30. С.114. 8.4. Терешин О.Н., Седов В.М., Чаплин А.Ф. Синтез антенн на замедляющих структурах. М.: Связь, 1980. 8.5. Нефедов Е.И., Сивое А.Н. Электродинамика периодических структур. М.: Наука, 1977. 8.6. Кюркчан А.Г. Расчет и оптимизация параметров ребристых развязывающих структур с учетом их влияния на диаграммы антенн. М.: НИИЭИР. 1977. № 3-5559. 8.7. Кюркчан А.Г. РЭ. 1977. Т. 22. № 7. С. 1362. 8.8. Кюркчан А.Г., Зимнов М.Х. РЭ. 1985. Т. 30. № 12. С. 2308. 8.9. Kyurkchan A.G., Zimnov M.Kh., Nikonov S.V. II Electromagnetic compatibility. X International Wroclaw Symposium on Electromagnetic Compatibility Wroclaw. 1990. Part 1. P. 38. 8.10. Бененсон Л.С, Кюркчан А.Г., Суков A.M. II РЭ. 1992. Т. 37. № 1. С. 77 8.11. Бененсон Л.С, Кюркчан А.Г. II Радиотехника. 1995. Вып. 12. Глава 9 Статистическая теория антенн Статистическая теория антенн (СТА) - это теория антенн со случайными источниками. Она позволяет исследовать в полном объеме свойства реальных антенн, являющихся, по существу, излучающими системами со случайными источниками. Случайными могут быть: амплитуда, фаза, поляризация источников, их число и пространственное положение, размеры и форма из.пучающего раскрыва и т.д. Конкретный механизм, ответственный за флуктуации источников, может быть различным. В одних случаях они порождаются в самой антенне из-за неточностей изготовления элементов антенны, нестабильности их параметров, отказов, эксплуатационных (весовых, ветровых, температурных) деформаций и т.п. В других случаях флуктуации обусловлены условиями распространения волны, падающей на антенну - неоднородностями среды распространения, влиянием шероховатой подстилающей поверхности, мно-голучевостью и т.д. Соответственно говорят о внутренних и внешних механизмах происхождения флуктуации. Наличие случайностей в антенне ухудшает ее характеристики, ограничивает предельно достижимые значения их. Это имеет особую значимость для крупных зеркальных антенн и ФАР, поскольку с увеличением размеров антенн и усложнением их конструкций роль различных факторов, приводящих к случайности в распределении в антенне, резко возрастает. Так как крупные антенны чрезвычайно дороги, а требования к ним весьма жесткие, то очень важно знать причины возникновения и характер случайностей в них, уметь рассчитать их влияние на параметры антенны, синтезировать антенны с учетом неизбежно присутствующих в них случайностей, знать возможности ослабления их влияния. Решение комплекса этих вопросов и составляет предмет появившейся на рубеже шестидесятых годов СТА [9.1. Как подтверждает практика, в настоящее время проектирование современных крупных дорогостоящих антенн, выбор целесообразной схемы их, расчет реальных и предельно достижимых характеристик с учетом случайностей конструктивных факторов, различных условий эксплуатации (деформаций, повреждений, отказов и т.д.), а также влияния среды немыслимы без использования в той или иной мере СТА, ее подходов и результатов. На базе СТА формулируются разумные требования к производству антенн и их надежности. Эта теория позволяет корректно оценить потенциальные возможности различных методов антенных измерений, требования к соответствующей измерительной аппаратуре и к антенным эталонам. Аппарат СТА, ее результаты могут быть также эффективно использованы при решении многих задач, связанных с интерференцией и дифракцией частично когерентных волн различной природы или рассеяния волн на статистически шероховатых телах и поверхностях, при оценке потенциальных возможностей схем обработки сложных сигналов. Из сказанного выше следует, что область применимости СТА, круг решаемых ею задач весьма широк. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [48] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 |
|