Фазисный метод электрического сканирования реализуется в антеннах, получивших заглавие фазированных антенных решеток(ФАР). Более распространены ФАР на базе линейных и пло-ских решеток. Способности линейных ФАР наиболее ограничены, этак как сканирование тут может реализоваться лишь в одной плоскости, прохо-дящей че¬рез ось сетки. Плоские ФАР разрешают исследовать в простран¬ственном секторе углов сравнительно нормали к плоскости решет¬ки(реаль-но в секторе углов, не превышающем ±60°). Одно-на¬правленность излучения достигается, как отмеча-лось, использованием экранов либо частей с одно-направленным излучением. Не считая линейных и плоских употребляются еще цилиндрические(вклю¬чая кольцевые и дуговые), конические, сферические и остальные ти¬пы выпуклых ФАР, позво-ляющие выполнить сканирование в бо¬лее широ-ком секторе углов и владеющие вблизи дополни-тельных превосходств.
Выдержка
. КЛАССИФ. АНТЕНН И ИХ ОСН. ХАР-КИ.
Характеристики направлению антенны обрисовывают чертой(диаграммой)направлению. Количественно эти характеристики оцени¬вают с поддержкой таковых характеристик, как широта диаграммы на¬правленности, степень боковых лепестков, коэффициент направ¬ленного деяния(КНД)и остальных, какие тщательно рассматри¬ваются в гл. 1. Принципиальным параметром является входное сопротив¬ление антенны, описывающее её как нагрузку для генератора либо фидера. Входным противодействием антенны именуется отно¬шение напряжения меж точками кормления антенны(зажимы ан¬тенны)к току в данных точках. Ежели антенна кормится волноводом, то входное противодействие определяется отблесками, возникаю¬щими в волноводном тракте. В общем случае входное сопротив¬ление—величина комплексная: Zвх=Rвх iXвх. Оно обязано существовать согласовано с волновым противодействием фидерного тракта(либо с выходным противодействием генератора)этак, чтоб снабдить в крайнем режим, недалекий к режиму бегающей волны.
Емкость, излучаемая антенной P?, связана с током в точках кормления антенны соотношением P ?=Io2R ?0/2, в каком месте R ?0 — функциональная элемент входного противодействия антенны; при неимении утрат в ней(?=1)—это противодействие излучения. Данное опре¬деление относится к проволочным антеннам.
Одним из главных характеристик антенны является широта её рабочей полосы частот, в пределах которой характеристики антенны(черта направлению, входное противодействие, КПД и др. )удовлетворяют определенным техническим потребностям. Запросы к постоянству характеристик антенны в пределах рабо¬чей полосы имеют все шансы существовать разными; они зависят от критерий рабо¬ты антенны.
Традиционно рабочая полоска частот определяется тем параметром. смысл которого при изменении частоты ранее остальных значит из возможных границ. Чрезвычайно нередко таковым параметром является входное противодействие антенны. Модифицирование его при изменении ча¬стоты приводит к рассогласованию антенны с фидером. В ряде слу¬чаев широта рабочего спектра определяется ухудшением 1-го из характеристик, описывающих направленные характеристики: конфигурацией направленности наибольшего излучения, расширением диа¬граммы направлению(ДН), убавлением КНД и др. В зависи¬мости от ширины рабочего спектра антенны условно разрушают на:
а)узкополосные(настроенные), условная рабочая поло¬са которых наименее 10% номинальной частоты;
б)широкополосные, с рабочей полосой частот 10. . . 50%;
в)диапазонные, коэффици¬ент перекрытия которых(fmax/fmin)сочиняет приблизительно 2. . . 5;
г)частотно-независимые(сверхширокополосные), с коэффициен¬том перекрытия, теоретически не зависящим от частоты(практи¬чески коэффициент перекрытия таковых антенн более 5).
Векторы Е и Н излучаемого антенной электромагнитного поля определенным образом нацелены в пространстве. Направле¬ние данных векторов определяется плоскостью поляризации электро¬магнитного поля. Есть характеристики, описывающие поля¬ризационные характеристики антенны(см. § 1. 3).
Ещё одним параметром антенны является предельная мощ¬ность, которую разрешено подвести к антенне без угрозы её разру¬шения и не вызывая пробоя находящейся вокруг среды. Все упомянутые характеристики подробнее рассматриваются в соответственных головах.
КЛАССИФИКАЦИЯ АНТЕНН
Антенны разрешено систематизировать сообразно разным признакам: сообразно диапазонному принципу, сообразно нраву излучающих частей(ан¬тенны с линейными токами, либо вибраторные антенны, антенны, излучающие чрез раскрыв—апертурные антенны, антенны по¬верхностных волн); сообразно виду радиотехнической системы, в которой употребляется антенна(антенны для радиосвязи, для радиовеща¬ния, телевизионные и др. ). Станем задерживаться диапазонной классификации. Желая в разных спектрах волн чрезвычайно нередко используют антенны с схожими(сообразно типу)излучающими эле¬ментами, но конструктивное исполнение их разное; значи¬тельно различаются еще характеристики данных антенн и запросы, предъявляемые к ним.
В предоставленном учебнике рассматриваются антенны последующих вол¬новых диапазонов(наименования диапазонов предоставляются в согласовании с советами «Распорядка радиосвязи»; в скобках указыва¬ются наименования, обширно известные в литературе сообразно антеннофидерным устройствам): мириаметровые(сверхдлинные)волны(?=10. . . 100 км); километровые(длинноватые)волны(?=1. . . . . . 10 км); гектометровые(средние)волны(?=100. . . 1000 м); декаметровые(недлинные)волны(?=10. . . 100 м); метровые волны(?=1. . . 10 м); дециметровые волны(?=10 см. . . 1 м); санти¬метровые волны(?= 1. . . 10 см); миллиметровые волны(?=1. . . 10 мм). Крайние 4 спектра время от времени соединяют всеобщим заглавием «ультракороткие волны»(УКВ).
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИНИЙ СПУТНИКОВОЙ РАДИОСВЯЗИ
В настоящее время спутниковые системы связи стали одним из главных видов далекой связи. Ассоциация меж земными пунк¬тами осущест¬вляется на сантиметровых волнах при поддержке ИСЗ, применяемых в качестве функциональных либо пассивных ретрансляторов. Для роста пропускной возможности спутниковых систем связи не считая раньше использовавшегося частотного спектра 4/6 ГГц в настоящее время осваиваются новейшие спектры 11/14, 12/18 и 20/30 ГГц.
Чтоб снабдить необ¬ходимое известие сигнал-шум на входе приемника, антенны земных станций обязаны обладать высочайший КУ(этак, антенны, ра¬ботающие в спектре 20/30 ГГц, имеют КУ по 70 дБ), чему подходит небольшая широта ДН(угловые минутки)и огромные габариты.
В следствии маленькой ширины ДН при изменении расположения ИСЗ либо межпланетного корабля нужно снабдить очень высшую пунктуальность наведения луча антенны на эти объекты и непрерыв¬ное аккомпанемент их. Для этого антенны снабжаются поворот¬ными устройствами и системами управления ими.
Антенны земных станций спутниковой связи(ЗССС)В качестве антенн ЗССС и космической связи употребляются в главном двухзеркальные измененные параболические антенны. Традиционно используют антенны с циркулярный поляризацией поля. Антенны для ЗССС с маленькой пропускной возможностью и станций телевизионного вещания, обслуживающих маленький заселенный пункт традиционно бы¬вают однозеркальные. С данной же целью используют некоторое количество многоэлементных директорных антенн, работающих в параллель. Габариты(диа¬метр раскрыва)антенн спутниковой связи колеблются в преде¬лах от 1. . . 2 м(антенны станций с маленькой пропускной способ¬ностью и станций телевизионного вещания)по приблизительно 32 м. Одной из важных черт наземных антенн яв¬ляется размер дела КУ антенн(G)к суммарной шумовой температуре(T?) на входе приемного устройства. Инновационные антенны для двухсторонней многоканальной связи(2Ro ?30 м)имеют G/T?по 42 дБ; антенны земных станций для односторон¬ней связи чрез ИСЗ при 2Rо=12 м имеют G/T?по 32 дБ. Разумеется, что для увели¬чения дела G/T?( коэффи¬циент шумовой добротности при¬емного устройства)следует уве¬личивать КУ антенны и умень¬шать суммарную шумовую температуру T ?==Tу Tтр Tа. Тут Ту-шумовая температура малошумящего усилителя МШУ(традиционно Tу ?40. . . 60 К); Tтр-шумовая температура СВЧ тракта, объединяющего антенну с МШУ; Tа — эквивалентная шумовая антенная температура. Все 3 элементы соизмеримы, и для роста дела G/T?при данном смысле G(а означает, и раз¬мере антенны)следует убавлять элементы Tтр и Tа-Убавление Tтр добиваются, помещая МШУ может быть поближе к облучателю, т. е. уменьшая длину тракта кормления антенны. Антенная температура Та вырастает при убавлении угла места. А(угол меж курсом наибольшего излучения и гори¬зонтальной плоскостью)в следствии роста поглощения радиоволн в прилегающих к Земле слоях атмосферы и приема гулов теп¬лового излучения Земли.
Имеются причины, препятствующие увеличению КУ антенны методом роста её размеров. Это, во-1-х, воздействие случай¬ных ошибок в исполнении поверхности зеркала, вызывающих продолжение главенствующего лепестка ДН и повышение УБЛ, что при¬водит к понижению КУ, увеличению Tа и ухудшению помехоза¬щищенности. Вторым причиной, ограничивающим вероятность роста размеров, является осуществимая пунктуальность наведения луча на ИСЗ, которая обязана сочинять приблизительно 0,1??0. 5. Для роста размера передаваемой инфы разра¬ботаны системы спутниковой связи, в которых гарантируется недалёкое к двухкратному внедрение рабочих частот благо¬даря развязке сообразно поляризации.
В связи с постоянным ростом числа ИСЗ на геостационар¬ной орбите и убавлением углового разноса меж ними для соседних земных станций возникает угроза обоюдных помех. Потому ужесточаются запросы к уровням побочных излу¬чений антенн. Резкое убавление УБЛ гарантируется несим¬метричными зеркальными антеннами с вынесенным облучателем(АВО).
Прибавление облучателя к приемно-передающей аппарату¬ре, осущест¬вляется с поддержкой сравнимо длинноватого волноводного тракта, за счет утрат в котором возрастает шумовая температура и усугубляется свойство приема слабеньких сигналов. Этот недочет разрешено убавить, применив беспроводную линию передачи либо лучевод( система зеркал).
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АНТЕ. РЕШЁТОК.
Для получения высочайшей направлению излучения, нередко требуе¬мой на практике, разрешено применять систему слабонаправленных антенн, таковых как вибраторы, щели, раскрытые концы волноводов, и остальных, определенным образом расположенных в пространстве и возбуждаемых токами с требуемым соотношением амплитуд и фаз. B этом случае общественная направление, в особенности при огромном числе излучателей, определяется в главном габаритными размерами всей системы и в еще наименьшей ступени — персональными направленными качествами отдельных излучателей.
К числу таковых систем относят антенные сетки(АР). Традиционно АР именуется система схожих излучающих частей, идиентично нацеленных в пространстве и расположенных сообразно определенному закону. В зависимости от расположения частей распознают линейные, поверхностные и большие сетки, посреди которых более распространены откровенные и плоские АР. Время от времени излучающие составляющие размещаются сообразно дуге окружности либо на криволинейных поверхностях, совпадающих с формой объекта, на котором размещена АР(конформная АР).
Простейшей является линейная АР, в которой излучающие составляющие размещаются вдоль непосредственный, назы¬ваемой осью сетки, на одинаковых рас¬стояниях друг от друга(эквидистант¬ная АР). Отдаление а меж фазо¬выми центрами излучателей называ¬ют шажком сетки. Линейная АР по¬мимо автономного смысла яв¬ляется нередко основой при разборе остальных типов АР.
Литература
*
. КЛАССИФ. АНТЕНН И ИХ ОСН. ХАР-КИ.
Свойства направленности антенны описывают характеристикой (диаграммой) направленности. Количественно эти свойства оцени¬ва