|
| |
|
Слаботочка Книги 9.4.3. Интегральные энергетические характеристики поля сфокусированной антенны Ограничимся рассмотрением области основного потока средней мощности (ОПСМ). Границы этой области определяются из соотнощения (9.68) при замене в нем \f{u,x) на /сф(гХсф)- Замена х на Хсф приводит, однако, к тому, что в сфокусированной системе для каждого значения фокусного расстояния Rp имеем свою картину границ ОПСМ. Две такие картины для поперечных размеров области ОПСМ приведены на рис. 9.41,а, б. Как видно из рисунков, при отсутствии ошибок минимальные значения величин 2Z/L = 4Rfh достигаются при Rh = Rfh- с уменьшением фокусного расстояния снижается минимальный поперечный размер области ОПСМ, что приводит к увеличению плотности потока мощности в окрестности фокуса. Наличие случайных ошибок ведет к расширению области ОПСМ. По мере удаления от фокальной сферы (в обе стороны) влияние случайных ошибок на границы ОПСМ ослабевают. 9.4.4. Флуктуации пятна Искажение фазового распределения вдоль сфокусированной антенны приводит к флуктуациям фокального пятна - флуктуациям положения точки максимальной интенсивности поля в этом пятне. Методика исследования флуктуации фокгипьного пятна сходна с изложенной в § 9.2 методикой анализа флуктуации направления главного максимума ДН. Положение точки максимальной интенсивности поля д.чя отдельной реализации находится из решения уравнений {лф( ,Хсф)п = 0;(9.73) {/сф(г/,Хсф)п = 0. дХсф Величина /сф(г/,Хсф)р определяется в общем случае из соотношения (9.71). При изучении флуктуации, как и обычно, ошибки полагаются малыми, поэтому в выражении для /сф( , Хсф) можно ограничиться членами второго порядка малости. Поскольку ошибки малы, то малы и флуктуации координат точки максимальной интенсивности. При этих условиях решение уравнений (9.73) (опуская далее индекс сф ) имеет вид max = - J X<p{x)dx\ -1 + 1 Xmax 45 / 8 7 X - - <р{х) dx. (9.74) Выражение (9.74) совпадает с (9.45) для значения ухода направления главного максимума ДН линейной антенны в дальней зоне. Если <р{х) - v?4t(x) -Ь 9?нчт(х) (сумма четной и нечетной относительно середины антенны функций), то из соотношений (9.74) следует, что флуктуации величины тах (поперечной угловой координаты максимума интенсивности поля в фокальном пятне) определяются нечетной составляющей <(а?), а флуктуации величины Xmax (продольной координаты макси-  0,6 0,4 0,2 0,1 0,04 0,06 0,1 0,125 0,2 а) 0,4 0,6 Дн 0,01 0,02 0,03 0,04 0,06 0,1 Рис. 9.41 мума интенсивности поля) определяются четной составляющей f{x). Средние значения Wmax и Хшах рЭ-В- ны нулю. Дисперсии этих величин
0,2 0,4 0,6 Дн = суyxxie--i)/ dxdxi = (9/4)aJ(c); Xmax =(f)V/( Величина j{c) определяется выражением (9.48). При малых с имеем <ах = (3/2)Vca; - =(45/8)xAFca; Xmax/max = 3,75. Таким образом, дисперсия продольной координаты максимума интенсивности поля примерно в 4 раза превышает дисперсию поперечной угловой координаты. При больших с имеем Xmax/max ~ 3/с , иными словами, дисперсия продольной координаты максимума интенсивности поля меньше дисперсии поперечной координаты в с/З раза. При с -* О и с -оо величины мх Xmax стремят-ся к нулю. Результаты расчета этих величин для произвольных с представлены на рис. 9.42. Как видно из рисунка, величина тах достигает максимума при с Л! 0,7, а Xmax РИ С Й5 0,5. Эти максимумы соответственно равны 0,85а и 1,91а.  1,5 2,0 с 0,5 1,0 Рис. 9.42 Дисперсии реальных координат точки максимальной интенсивности поля, т.е. величин в (или Z) и Я, определяются выражениями 61 = {XhLful max) max > (АЯтах)2 = {4\/Y{RfILYxI max- 9.5. Современное состояние СТА 9.5.1. Прямые внешние задачи Теория прямых внешних задач - наиболее разработанный и наиболее часто используемый на практике раздел СТА. Основы теории этих задач изложены в §§ 9.2-9.4. Указаны основные эффекты, характеризующие изменения параметров антенн при наличии флуктуации в распределении источников. Приведены формулы для расче- та наиболее важных эффектов, а также графики, иллюстрирующие зависимость этих эффектов от дисперсии и радиуса корреляции флуктуации. Наряду с дальней зоной рассмотрена и статистика поля антенны в френелев-ской зоне как для несфокусированных, так и сфокусированных антенн. Хотя основы теории прямых внешних задач в §§ 9.2-9.4 изложены приме- 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 |