|
| |
|
Слаботочка Книги 9.2.2 Средние характеристики П СУ i-- Dn -е (9.266) т!л/т Положения границ области насыщения, определяемые соотношениями (9.25а) и (9.26а), представлены на рис. 9.10 (положение правой границы отмечено и на рис. 9.9 крестиками). Достоинством рис. 9.10 является то, что представленные на нем результаты для границ области насыщения не зависят от р. Более рельефно эффект насыщения выражен для линейной антенны, у которой область насыщения существенно шире. С увеличением Of ширина области насыщения увеличивается, различие в ее ширине для линейной и апертурной антенн растет. При больших а преодоление области насыщения путем увеличения L практически нереально. В области насыщения значение D меняется мало. Приближенно отношение Dn/Dji ~ 1. Значения этого же отношения, рассчитанного с использованием точных формул (9.9) и (9.24), даны на рис. 9.10 (штриховые линии). При изменении а = 3... 10 значения Dn/Dji = 3...4,5, а для апертурной - от 5 до 10 (а = 3... 8). При Этом для левой границы точ < приб, а для правой - DroH > приб- Если учесть, что в области насыщения размеры антенны изменяются в сотни-тысячи раз, то изменение КНД в области насыщения можно считать незначительными. При необходимости получения значения D существенно большего, чем его значения в области насыщения, надо перейти к самофокусирующейся системе. Для линейной системы из Л сомкнутых секций применение самофокусировки эквивалентно замене L L/N или р - pN. Область насыщения сдвигается вправо и вверх [9.6 . 1000 100 10 1 \Dj,J тон
б 8 Рис. 9.10 8 6 4 2 О л, Lg ап.п, (-п/-л)лин.точ! На рисунке кривые: 1 3 -лин.п, 4 ап.точ- Ширина средней ДН. При статической оценке ширины ДН необходимо различать среднюю ширину ДН и ширину средней ДН. Для нахождения первой величины необходимо вначале найти ширину отдельной реализации ДН, а затем провести статистическое усреднение. При малых фазовых ошибках ширина отдельной реализации ДН (главного лепестка) в первом приближении оказывается равной (см. [9.1]) значению ширины ДН при отсутствии ошибок, т.е. 2 о = 2,78. соответственно и средняя ширина ДН равна 2uq. При больших ошибках для нахождения средней ширины ДН целесообразно (см. [9.8]) использовать метод математического моделирования отдельных реализаций ДН с последующей их статистической обработкой (метод Монте-Карло). Вторая величина - ширина средней ДН, обозначаемая ниже 2ucp, исследована в [9.1] при произвольных значениях ошибок. Приведем соответствующие результаты. Малые ошибки. В этом случае имеет место следующее соотношение [9,1]: 2 ср = 2uo + 2Аи = (9.27) = 2,78 + 0,92[7(с, щ) - 0,57(с, 0)]а. Второе слагаемое определяет расширение средней ДН - 2Аи. Зависимость этой величины от радиуса корреляции ошибок, рассчитанная по (9.27), представлена на рис. 9.11. При с < 1 значение 2Аи = 1,бЗса, при с > 1 значение 2Аи = 1,4ба/с2. Лри с 0,75, т.е. при условии, когда радиус корреляции р 0,4L, значение 2Аи достигает максимума, приблизительно равного 0,ба. Относительное расширение главного лепестка средней ДН (%) будет 2Ди/2 о 0,ба/2,78 20а.  Приведенные результаты о характере зависимости ширины главного лепестка средней ДН от радиуса корреляции ошибок позволяют понять механизм снижения среднего КНД антенн. Как уже отмечалось, снижение КНД Д при наличии ошибок объясняется расширением главного лепестка и повышением УБИ. Обозначим относительный вклад, вносимый в снижение КНД расширением ДН через Ai = 2Ди/2 о, соответственно величина 1-Д1/Д характеризует относительный вклад в снижение КНД, обусловленный увеличением бокового излучения. Ниже приведены значения относительного расширения главного лепестка Д1, снижение среднего КНД А и величины Д1/Д для различных радиусов корреляции: р А 0,1L 0,4L L < I Д1...~ 0,1a 0,22a 0,086a 0,14 A .,.~a 0,84a0,45a 0,14a 0,17 0,12 0,49 0,61 0,82 Из данных видно, что характер Ai и Д от р существенно отличаются, В области р ~ А снижение КНД максимально и обусловлено увеличением бокового излучения. При р 0,4Х расширение главного лепестка максимально, снижение КНД составляет примерно половину максимально возможного. Расширение главного лепестка и повышение УБИ вносят примерно равный вклад в снижение КНД. При дальнейшем увеличении р снижение КНД уменьшается, а вклад расширения главного лепестка в снижение КНД растет. Итак, при малых р снижение КНД обусловлено повышением УБИ, при больших р - расширением главного лепестка, В общем случае основное влияние на снижение КНД оказывает первый фактор. Ошибки или радиус корреляции велики. Средняя ДН описывается формулой (9.12). Величина 2wcp определяется из условия Общий случай. При произвольных а и с величину 2иср находим из рассмотрения средних ДН, построенных по (9.8). Полученные таким образом данные о 2иср представлены на рис. 9.12 и 9,13. Штриховой линией {а = 0,5 и а = 1) 2ио 1,4 1,1 1,0
(а = 2 и а = 3) 2wo 5 0,5 1,0 1,5 с Рис. 9.12 3 2 1 показаны результаты расчета отношения 2иср/2ио по (9.27) в предположении, что ошибки малы. Это выражение практически пригодно для а ~ 1. 2 и,
Рис. 9.13 9.2.3. Флуктуации параметров антенн Обозначим далее амплитуду по- Флуктуации амплитуды и фазы поля. Множитель системы /(и) представляет собой в общем случае комплексную величину. Модуль его определяет амплитуду поля (ДН по полю), а фаза - фазовую ДН. При изучении флуктуации амплитуды-и фазы будем считать ошибки малыми, поэтому достаточно ограничиться членами первого порядка малости. Соответственно из (9.5) имеем f{u) = + il у фу- dx. (9.29) Отсюда sin и и Af{u)=iy<p{x)edx. -1 (9.30) ля /(и) через R и фазу через Ф. При отсутствии ошибок амплитуда поля До = lsinu/w, фаза поля Фо равна нулю или 7Г. Используя (9.29), нетрудно показать [9.1], что в области, где Ro > I А/1, имеют место следующие соотношения: R= Rq + cos Фо Re А/; R= Rq; Ф = Фо -I- cos Фо Im A До; Ф = Фо; (9.31) АД = cos Фо Re А/ = +1 cosФo sin их dx; АФ = cos Фо Im А/ созФо 2 До - J <p{x)cosuxdx. (9.32) -1 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 |