Vyzařovací diagram

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 13. ledna 2018; kontroly vyžadují 15 úprav .

Vyzařovací diagram (antény) - grafické znázornění závislosti zisku antény nebo směrovosti antény na směru antény v dané rovině [1] . Termín "vyzařovací diagram" je také použitelný pro jiná zařízení, která vysílají signál různé povahy, jako jsou akustické systémy . Vzor antény také určuje polohu a velikost slepého úhlu antény .

Základy

Směrový obrazec (DN) antény v poli se často nazývá závislost modulu komplexní amplitudy elektrické složky vektoru síly elektromagnetického pole vytvořeného anténou ve vzdálené zóně , na úhlových souřadnicích a pozorování. bod v horizontální a vertikální rovině, tedy závislost . ${\bar {E}}$ $\theta$ $\phi$ $E(\theta,\phi)$

DN je označeno symbolem . DN je normalizované - všechny hodnoty jsou vyděleny maximální hodnotou a normalizované DN je označeno symbolem . Samozřejmě . $f(\theta,\phi)$ $E(\theta,\phi)$ $E_m$ $F(\theta,\phi)$ $0\leq F(\theta ,\phi )\leq 1$

Je také možné definovat DN jako komplexní veličinu. V tomto případě, podobně jako výše, je DN:

{\stackrel {\circ }{F}}\left(\theta ,\phi \right)={\frac {({\stackrel {\circ }{E))}_{m}\left(\theta , \phi \right)}{\max _{{\theta ,\phi }}\left[\left|({\stackrel {\circ }{E))}_{m}(\theta ,\phi )\ vpravo|\right]}}

kde je komplexní amplituda vektoru v bodě vzdálené zóny . ${{\stackrel {\circ }{E}}}_{m}$

RP je charakterizováno šířkou jeho hlavního paprsku na úrovni 0,5 jeho maximální hodnoty, pokud jde o výkon a zisk , které souvisí se vztahy: $\Theta _{A}$ $G$

G={\frac {4\pi S_{A}}{\lambda ^{2}}}

... _ _

S_{A}={\frac {\pi d_{{A}}^{{2}}}{4}}

\Theta _{A}={\frac {\lambda }{d_{{A))))

kde , jsou efektivní plocha a délka otvoru antény . $S_{A}$ $d_{A}$

RP jsou obvykle popsány nejen v rovině, ale také v trojrozměrném zobrazení. Pro zjednodušení jejich posouzení jsou použity dvě projekce RP:

horizontální (azimut)
vertikální (v nadmořské výšce)

Při společném zvažování projekcí se stává ucelenější obraz samotného RP a jak potvrzuje praxe, lze tyto údaje použít k posouzení účinnosti antény ve vztahu k řešení konkrétního problému.

Existují amplituda , fáze Δω(θ, φ) a polarizace ↑↓(θ, φ) RP. $A(\theta,\phi)$ ${\bar {P}}$

Podle tvaru vyzařovacího diagramu se antény obvykle dělí na úzce směrové a široce směrové . Úzce nasměrované antény mají jedno výrazné maximum, které se nazývá hlavní lalok, a postranní maxima (většinou mající negativní vliv), jejichž amplituda se má snížit. Úzce nasměrované antény se používají ke koncentraci výkonu rádiového vyzařování v jednom směru, aby se zvýšil dosah rádiového zařízení, jakož i ke zlepšení přesnosti úhlových měření v radaru . Široce směrové antény mají vyzařovací diagram alespoň v jedné rovině, kterou mají tendenci přibližovat ke kruhové. Uplatnění nacházejí například v televizním a rozhlasovém vysílání. Často se laloky vyzařovacího diagramu nazývají anténní paprsky .

Vyzařovací diagram antény je určen amplitudovým fázovým rozložením složek elektromagnetického pole v otvoru antény - nějaká podmíněná návrhová rovina spojená s jejím návrhem. Vývoj antény s požadovaným vyzařovacím diagramem se tak redukuje na úkol poskytnout požadovaný obraz elektromagnetického pole v rovině apertury. Existují zásadní omezení, která nepřímo vztahují šířku paprsku k relativní velikosti antény, tj. velikosti dělené vlnovou délkou . Úzké paprsky proto vyžadují větší antény nebo kratší vlnové délky. Na druhou stranu maximální zúžení svazku pro danou velikost antény vede ke zvýšení úrovně postranních laloků. Proto je v tuto chvíli nutné udělat přijatelný kompromis.

DN se obvykle měří v horizontálních nebo vertikálních rovinách, u ozařovačů - v rovinách E nebo H.

Vzor antény má vlastnost reciprocity, to znamená, že má podobné vlastnosti pro vysílání a příjem ve stejném rozsahu vlnových délek.

Experimentální studie

Studium RP malých antén se provádí v bezodrazových komorách . Pro velké antény, které se do fotoaparátu nevejdou, použijte jejich zmenšené modely; vlnová délka záření je rovněž redukována odpovídajícím počtem opakování.

V případě konstrukce radiačního diagramu pro radioteleskopy se volí zdroj jasného bodu na obloze (často Slunce ). Dále se provádí série pozorování pod různými úhly, což umožňuje sestrojit rozložení intenzity v závislosti na směru, tedy na požadovaném vyzařovacím diagramu.

Beamforming

Beamforming v anténách lze provádět analogovým nebo digitálním způsobem.

Digitální metoda se používá v digitálních anténních polích . Digitální beamforming implikuje digitální syntézu vyzařovacího diagramu v přijímacím módu a také vytvoření daného rozložení elektromagnetického pole v apertuře anténního pole ve vysílacím módu [2] [3] [4] .

Nejpoužívanější je digitální tvarování paprsku založené na operaci rychlé Fourierovy transformace [5] [6] [7] .

Viz také

Poznámky

↑ GOST 24375-80. Rádiová komunikace. Termíny a definice
↑ Slyusar, V.I. Obvod tvorby digitálního diagramu. Modulární řešení. . Elektronika: věda, technika, obchod. - 2002. - č. 1. C. 46 - 52. (2002). Získáno 3. března 2019. Archivováno z originálu 12. května 2021. (neurčitý)
↑ Slyusar, V.I. Modulární řešení v obvodech digitálních diagramů. . Izvestija vuzov. Ser. Radioelektronika - ročník 46, č. 12. C. 48 - 62. (2003). Získáno 3. března 2019. Archivováno z originálu dne 3. března 2019. (neurčitý)
↑ Slyusar, V.I. Obvody digitálních anténních polí. Hranice možného. . Elektronika: věda, technika, obchod. - 2004. - č. 8. C. 34 - 40. (2004). Získáno 3. března 2019. Archivováno z originálu 17. května 2017. (neurčitý)
↑ Slyusar V.I. Přesnost měření úhlových souřadnic lineárním digitálním anténním polem s neidentickými přijímacími kanály.// Novinky vysokých škol. Radioelektronika. - 1999. - Ročník 42, č. 1. - C. 18. - [1] .
↑ Slyusar V.I., Dubik A.N. Způsob vícepulzního přenosu signálu v MIMO systému. Radioelectronics. - 2006. - Ročník 49, č. 3. - S. 75 - 80. [2] Archivní kopie ze dne 3. března 2019 na Wayback Machine
↑ Slyusar V.I., Dubik A.N., Voloshko S.V. MIMO-metoda přenosu telekódových informací.// Novinky vysokých škol. Radioelectronics. - 2007. - Ročník 50, č. 3. - S. 61 - 70. [3] Archivní kopie ze dne 3. března 2019 na Wayback Machine

Literatura

Lavrov, A.S. Anténní podavače: učebnice. příručka pro vysoké školy / A. S. Lavrov, G. B. Reznikov. - M .: "Sovětský rozhlas", 1974. - 368 s.
Dudnik, P.I. Multifunkční radarové systémy: učebnice. příručka pro vysoké školy / P. I. Dudnik, A. R. Ilchuk [a další]. — M .: Drofa, 2007. — 283 s. - ISBN 978-5-358-00196-1 .
Mahafza, BR Analýza a návrh radarových systémů pomocí MATLABu / Bassem R. Mahafza. - CHAPMAN & HALL / CRC, 2000. - 532 s. — ISBN 1-58488-182-8 .

Odkazy

Vyzařovací diagramy různých typů antén.
Dvoucestný vyzařovací diagram získaný s různými směry zvuku a příjmu

radioastronomie

Základní pojmy

radioteleskopy

s jednou clonou	RATAN-600 Arecibo Zelená banka Dmitrov RT-7,5 Lovell značka 2 TNA-400 P-400 RT-70 Effelsberg RYCHLE
Interferometry	ALMA ATA EVN MERLIN VLA VLBA Quasar WSRT EHT
Navrženo / ve výstavbě	SKA MeerKAT ASKAP
Prostor	Radioastron KRT-10 HALCA

Osobnosti

související témata

Kategorie:Radioastronomie