|
| |
|
Слаботочка Книги 0,9.
0,01 0,02 0,06 0,1 0,2 0,4 Я 0,01 0,02 0,06 0,1 0,2 0,4 Ян а) б) Рис. 9,31 
0,125 0,2 0,4 0,6 0,8 Я 0,125 0,2 0,4 0,6 0,8 Ян ков, наличие случайных ошибок приводит к расширению границ области ОПСМ. Рассмотрим теперь величину /?хср, которая показывает, какая часть излученной антенной средней мощности Ps уходит за пределы области, соответствующей ширине средней ДН. Если считать, что Ps = Pso (излучаемой Рис. 9.32 мощности при отсутствии ошибок), то /?,ср - 1 = - хер Результаты расчета /Jcp приведены на рис. 9.32,а, б и 9.33. Как видно линейная сфокусированная антенна из рис. 9.32, при отсутствии ошибок (а = 0) и углублении в зону Френеля до значений rn 0,14 коэффициент рассеяния растет. Связано это с увеличением фона бокового излучения из-за влияния квадратичных фазовых ошибок при почти неизменной ширине ДН (табл. 9.1). При дальнейшем углублении в зону Френеля коэффициент рассеяния резко уменьшается, что обусловлено существенным расширением ДН и, соответственно, увеличением излучаемой мощности в угловом секторе, определяемой шириной ДН. Наличие случайных ошибок приводит к увеличению коэффициента рассеяния, которое тем ощутимее, чем больше дисперсия ошибок (рис. 9.32,а) и меньше радиус корреляции ошибок (рис. 9.32,6). На рис. 9.33 даны значения коэффициента рассеяния в дальней зоне при различных а и с. Эти значения также, как и приведенные на рис. 9.31 z при rn = 1, характеризуют интегрально расплывание средних ДН в дальней зоне. В заключении отметим некоторые замечания о флуктуационных и корреляционных характеристиках поля несфокусированной линейной антенны в зоне Френеля. Методика исследования этих характеристик Что же ка- сается результатов исследования, то здесь имеются определенные отличия, из них наиболее существенны два: в зоне Френеля флуктуации амплитуды и фазы поля коррелированы, в то время как в дальней зоне корреляции между этими величинами нет; малые фазовые ошибки в антенне приводят в зоне Френеля и главном направлении ( = 0) к флуктуациям фазы поля и к флуктуациям амплитуды. В дальней зоне эти же ошибки порождают в направлении и = о лишь флуктуации фазы поля. /?ср 0,55 0,45 0,35 0,25
Рис. 9.33 9.4. Статистика поля сфокусированной антенны 9.4.1. Линейная сфокусированнгш антенна Рассмотрим линейную синфазную антенну с равномерным амплитудным распределением. Для комплексной амплитуды поля такой антенны в зоне Френеля имеем (см. (9.65) при ф) = 0) ад Я) =/(, я)/я = 1r j Если ввести в антенне дополнительное квадратичное фазовое распределение кьх/{%rf) (где f - фокусное расстояние), то в точке r= rp, в = о оно скомпенсирует фазовую ошибку, обусловленную конечностью расстояния до точки наблюдения (второе слагаемое в показателе экспоненты (9.69)). Поля всех источников в этой точке будут складываться синфазно. На некоторой части фокальной сферы (сферы с радиусом Rp) угловое распределение поля будет таким же, как и у синфазной антенны в дальней зоне. Угловые границы области компенсации на фокальной сфере определяют из условия kL 2 kL X - отсюда sme/ = /R, (9.70) где Rfh = Rf/CL/X) - нормированное фокусное расстояние. Фокусировка антенны в точку, находящуюся в зоне Френеля, используется в антеннах с синтезированной апертурой, системах передачи энергии СВЧ, технике антенных измерений и др. В приближении Френеля (для малых углов) cos 1. При этом для анализа статистики поля сфокусированной линейной системы со случайными фазовыми ошибками <р{х) в качестве исходного имеем следующее выражение для комплексной амплитуды поля: Есф(и, х) = /сф{и, x)/R = +1 Хсф =  (---) \Rh RfhJ Соотношение (9.71) формально совпадает с соотношением (9.65) для несфокусированной системы. Отсюда слудует, что при анализе статистики поля сфокусированной системы можно использовать результаты исследования статистических характеристик несфокусированной системы в зо--не Френеля при условии правильного истолкования параметра Хсф- Однако, несмотря на формальную аналогию основных соотношений статистической теории несфокусированных и сфокусированных антенн, анализ структуры поля последних заметно сложнее из-за появления дополнительного аргумента Rf в выражениях для величин, характеризующих поле. Изменение Rp (глубины фокусировки) меняет характер продольного распределения поля, что существенно расширяет объем необходимых исследований. Кроме того, в сфокусированных системах надо изучать и ряд новых (по сравнению с несфокусированной антенной) эффектов, связанных с влиянием случайных ошибок на структуру фокального пятна (его расширение, степень асимметрии, расходимость точек фокуса и максимальной интенсивности поля), флуктуации пятна и т.п. 9.4.2. Средние характеристики Средняя интенсивность поля. жением (см. (9.65), (9.67), (9.71)) Средняя интенсивность поля сфокусированной системы определяется выра- Рсф{и,Хсф) = /сф( , Хсф)Р/Д = 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 |