|
| |
|
Слаботочка Книги обусловленную прямым прохождением колебаний с частотой ujq от генераторов к выходу многополюсника излучателей. Эта часть поля не зависит от параметров нелинейного многополюсника. Такая структура поля излучения АНЭ приводит к появлению в выражении для Ps слагаемых, описывающих взаимную мощность излучения (последние два слагаемых в (10.34)). Приведенные соотнощения определяют параметры АНЭ на основной частоте. На частотах высших гармоник (в данном случае Vn = nujo) аналогичные параметры определяются соотношениями: ДН побочного излучения на частоте п-й гармоники Ыпио,в,)= (10.37) = {j{nuo,e,(fi)3(nujo)Clia{nuJo)i{nujQ)); мощность излучения на частоте п-й гармоники Psn = (10.38) КНД в направлении (о, <Ро) fs( i.o,o,o)p. (10.39) Соотнощения (10.37)-(10.39) определяют характеристики побочных излучений антенн-усилителей мощности. Внешние параметры антенн с умножением частоты. В АНЭ такого типа нелинейные приборы используются и для умножения частоты возбуждающих колебаний и для усиления мощности. Возбуждается АНЭ на частоте ljq волнами бо(о)), а выходным является сигнал с частотой mwo {пф 1), где m - кратность умножения. Параметры АНЭ с умножением частоты определяются по тем же соотношениям, что и для антенн-усилителей мощности. При этом необходимо иметь в виду следующие особенности антенн: частота выходного сигнала антенны с умножением частоты равна шыо. Следовательно, ДН, мощность излучения, КНД такой АНЭ определяются по соотношениям (10.37)-(10.39) при n = m; КПД антенн с умножением частоты определяют из выралсения (10.36), в котором под Ps понимается мощность излучения на частоте mwo; .параметры побочного излучения определяют по (10.37)-( 10.39) при п 7 m и по (10.33)-(10.35), так как для антенн с умножением частоты излучение на частоте cjq относится к побочным. Внешние параметры приемных антенн-усилителей. В антеннах такого типа активные приборы, применяющиеся для усиления, имеют, как правило, нелинейные характеристики. Остановимся на случае, когда АНЭ возбуждается на частоте а;о плоской волной, приходящей с направления (п, п) и имеющей напряженность электрического поля Еп(п,п). Система выходных уравнений для основной частоты при 6(а;о)) = О примет вид (10.40) Вектор п) связан с параметрами возбуждающей плоской волны соотношением О = - :(Еп(П,п)е(П,п))) = :(En(n,n)f(n,n))); (10.41) и является функцией углов (п, <fn) 10.20]. Здесь Ло - длина волны возбуждающего колебания. Следовательно, вектор токов также зависит от углов (п,п), т.е. (10.42) Таким образом, амплитуды волн, распространяющихся к многополюснику нагрузки в сечениях а-а (на рис. 10.12), будут (10.43) -(En(n,QrJ(n,n))). Если учесть, что г**) зависит от {9п,Pп), ТО а) - вектор, /-й элемент которого aj{eji,ipn) является ДН приемной АНЭ относительно 1-го входа многополюсника нагрузки ЛМ-2. Диаграмма направленности приемной антенны-усилителя так же, как и для передающей антенны-усилителя мощности, представляется в виде суммы двух диаграмм. Одна из них формируется сигналами, на которых сказывается влияние НМ, а вторая, не зависящая от параметров НЭ, формируется сигналами, напрямую прошедшими от излучателя к нагрузкам. Мощность сигнала, поглощаемая в многополюснике нагрузки, Рн = (а*(о)а(и;о)). (10.44) Угловое распределение поля, переизлученного антенной на рабочей частоте, {Ып,Рп)= (10.45) :(f(,)JQ r(Enf(,))). Параметры побочного излучения на частоте тг-й гармоники, как и в случае антенн-усилителей мощности, рассчитывают по соотношениям (10.37)-(10.39). Внешние параметры приемно-выпрямительных антенн. Важнейшими внешними параметрами приемно-выпрямительных антенн, позволяющими полностью описать их функционирование, являются мощность постоянного тока, поглощаемая в многополюснике нагрузки, КПД и поле, переизлученное антенной на основной частоте и частотах высших гармоник. При возбуждении антенны на частоте ujQ полем плоской волны с напряженностью поля Еп(п, п) система выходных уравнений имеет вид uj=0, uoinuo)) - Qia(7ia;o)r(7ia;o))+ /Рйй(0)Ип(0)); QQ4g) \ 0 при пф1. Второе равенство (10.46) совпадает с аналогичными равенствами из (10.29)-(10.30), поэтому поле побочного излучения антенны-выпрямителя определяется теми же соотношениями, что и поле побочного излучения антенны-усилителя и, следовательно, обладает теми же свойствами. Мощность постоянного тока, поглощаемая в многополюснике нагрузки, Ро = {a{uj)[E - Sb(a;)SL(u;)]a(a;))U=o. (10.47) Здесь Е - единичная матрица. Коэффициент полезного действия антенны-выпрямителя определяется как отношение мощности Ро к максимальному значению мощности Ртах, которую может извлечь антенна из падающего поля 7) = (10.48) 2оРо A2En2(f(n,n)J*Jf(n,n)) Приведенные выше параметры характеризуют АНЭ как антенное устройство. Если же АНЭ рассматривается как объект нелинейной радиолокации, то для характеристики побочного излучения ее используется понятие нелинейной эффективной площади рассеяния (НЭП?), определяемой соотношением [10.5 = 4ж П{шо,вп,Рп) {uo{vn)e{vn,e,p)) (10.49) где ITupivn,в, р,вп,рп) - плотность потока мощности, излученной антенной с НЭ на частоте Vn в направлении {9,р), измеренная на расстоянии г от антенны; П{и;о,9п,<рп) - плотность потока мощности, облучающей антенну с направления {9п,Рп)- Если побочное излучение антенны характеризуется НЭПР, то необходимо иметь в виду, что поведение НЭПР существенно сложнее, чем поведение ЭПР для антенн с линейными характеристиками. Связано это с наличием в составе антенны НЭ, что приводит, в частности, к различной зависимости НЭПР от угловых координат при различных уровнях возбуждающего воздействия. Более подробно особенности поведения НЭПР рассмотрены в [10.5, 10.21]. Приведенные выше параметры АНЭ учитывали внешнее воздействие только на одной частоте. Если же антенна работает в сложной электромагнитной обстановке, то появляется зависимость всех параметров АНЭ как от характеристик основного, как и от характеристик помеховых сигналов. Например, если передающая антенна-усилитель мощности находится под воздействием мощной помехи, то она возбуждается как волнами 60(0)), распространяющимися от генераторов в сечениях 7-7, так и по,пем плоской волны с вектором интенсивности Еп(п, п, Уп)- Наличие второго внешнего воздействия на частоте приводит, во-первых, к возникновению дополнительных побочных излучений на гармониках частоты помехи, и на частотах комбинационных составляющих Vn = ЩШп + П2Шо {П1,712 = 0,±1...). Во-вторых, так как вектор i {vn)), являющийся решением уравнения состояния, связан нелинейной зависимостью с параметрами возбуждающих сигналов, т.е. Ьо{шо)) и Еп(п п), то и все внешние параметры антенны-усилителя также являются нелинейными функциями этих же параметров. Основное внимание в данной главе справочника уделено рассмотрению сущности нелинейных антенных эффектов и методики их анализа. Отмечено, что НЭА могут быть полезными, лежащими в основе функционирования ряда новых типов антенн. Вместе с тем, зачастую НЭА являются вредными, осложняющими нормальную работу РЭС и ухудшающими их ЭМС. По- казано, что НЭА зависят от конкретной конструкции антенны, взаимосвязи между ее излучателями, параметров нелинейных элементов, места их включения, условной работы АНЭ. Описана достаточно общая методика анализа АНЭ, позволяющая учитывать конкретно параметры всех линейных и нелинейных э.яементов, входящих в антенну, а также характер 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 |