Az antenna kialakításától függetlenül reverzibilis tulajdonsággal rendelkezik (vételre és sugárzásra egyaránt működhet). A rádiórelé utakon gyakran ugyanaz az antenna csatlakoztatható egyszerre a vevőhöz és az adóhoz. Ez lehetővé teszi egy jel kibocsátását és vételét ugyanabban az irányban, különböző frekvenciákon.

A vevőantenna szinte minden paramétere megfelel az adóantenna paramétereinek, de néha kissé eltérő fizikai jelentéssel bírnak.

Annak ellenére, hogy a vevő és adó antennák a kettősség elvét követik, a kialakítást tekintve jelentősen eltérhetnek egymástól. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az adóantennának jelentős teljesítményeket kell átengednie magán ahhoz, hogy elektromágneses jelet nagy (a lehető legnagyobb) távolságra továbbítson. Ha az antenna vételre működik, akkor nagyon alacsony intenzitású mezőkkel lép kölcsönhatásba. Az áramátviteli antenna szerkezetének típusa gyakran meghatározza a végső méreteit.

Valószínűleg minden antenna fő jellemzője a sugárzási mintázata. Számos segédparamétert és olyan fontos energiajellemzőket foglal magában, mint az erősítés és az iránytényező.

Irányított minta

Az irányminta (DP) az antenna által kellően nagy távolságban létrehozott térerősség függése a térbeli megfigyelési szögektől. Hangerőt tekintve az irányított antenna diagram az 1. ábrán látható módon nézhet ki.

1. kép

A fenti ábrán láthatót térbeli mintának is nevezzük, amely a térfogat felülete, és több maximuma is lehet. Az ábrán pirossal kiemelt fő maximumot a diagram főlebenyének nevezzük, és a fő sugárzás (vagy vétel) irányának felel meg. Ennek megfelelően a főlebeny körüli térerősség első minimális vagy (ritkábban) nulla értéke határozza meg annak határát. Az összes többi maximális mezőértéket oldallebenynek nevezzük.

A gyakorlatban különféle antennák léteznek, amelyeknek több irányú maximális sugárzása van, vagy egyáltalán nincs oldallebenyük.

A DP-k ábrázolásának (és műszaki alkalmazásának) megkönnyítése érdekében általában két egymásra merőleges síkban veszik figyelembe őket. Általában ezek az E elektromos vektor és a H mágneses vektor síkjai (amelyek a legtöbb környezetben merőlegesek egymásra), 2. ábra.

2. ábra

Egyes esetekben a mintákat a Föld síkjához képest függőleges és vízszintes síkban veszik figyelembe. A síkbeli diagramokat poláris vagy derékszögű (téglalap alakú) koordinátarendszerek segítségével ábrázolják. A polárkoordinátákban a diagram vizuálisabb, és ha a térképre ráhúzzuk, képet kaphatunk a rádióállomás antennájának lefedettségéről, 3. ábra.

3. ábra

A sugárzási mintázat téglalap alakú koordináta-rendszerben történő ábrázolása kényelmesebb a mérnöki számításokhoz, egy ilyen konstrukciót gyakrabban használnak magának a minta szerkezetének tanulmányozására. Ebből a célból a diagramok normalizáltak, a fő maximum egységre redukálva. Az alábbi ábra egy tükörantenna tipikus normalizált sugárzási mintáját mutatja.

4. ábra

Abban az esetben, ha az oldalsó sugárzás intenzitása meglehetősen kicsi, és nehéz lineáris skálán mérni az oldalsó sugárzást, logaritmikus skálát alkalmazunk. Mint tudják, a decibelek a kis értékeket nagyokká, a nagyokat kicsikké teszik, így ugyanaz a diagram logaritmikus skálán úgy néz ki, mint az alábbi:

5. ábra

Egyedül a sugárzási mintázatból meglehetősen nagyszámú, a gyakorlás szempontjából fontos jellemzőt lehet kiemelni. Nézzük meg közelebbről a fent látható diagramot.

Az egyik legfontosabb paraméter a főlebeny szélessége nulla sugárzásnál θ 0 és a főlebeny szélessége θ 0,5 félteljesítménynél. A teljesítmény fele a 3 dB-es szintnek vagy 0,707-es térerőszintnek felel meg.

6. ábra

A 6. ábrán látható, hogy a főlebeny szélessége nulla sugárzásnál θ 0 = 5,18 fok, a szélessége félteljesítményszinten θ 0,5 = 2,15 fok.

A diagramokat az oldalsó és hátrafelé irányuló sugárzás intenzitása (az oldalsó és a hátsó lebenyek teljesítménye) alapján is értékeljük, ami az antenna két fontosabb paraméterét jelenti - a védelmi együtthatót és az oldallebenyek szintjét.

A védőhatástényező az antenna által főirányban kibocsátott térerősség és az ellenkező irányú térerősség aránya. Ha a diagram főlebenyének 180 fokos tájolását vesszük figyelembe, akkor a fordított 0 fok. Bármilyen más sugárzási irány lehetséges. Keressük meg a vizsgált diagram védőhatás együtthatóját. Az érthetőség kedvéért ábrázoljuk a poláris koordináta-rendszerben (7. ábra):

7. ábra

Az ábrán az m1, m2 jelzők mutatják a sugárzási szinteket fordított és előre irányban. A védelmi együttható meghatározása a következő:

Relatív egységekben. Ugyanaz az érték dB-ben:

Az oldallebeny szintet (SLL) általában dB-ben adják meg, ezzel is megmutatva, hogy milyen gyenge az oldalsugárzás szintje a főlebeny szintjéhez képest, 8. ábra.

8. ábra

Ez bármely antennarendszer két fontos paramétere, amely közvetlenül következik a sugárzási minta meghatározásából. A KND és a KU gyakran összekeverik egymással. Térjünk át ezek mérlegelésére.

Irányegyüttható

Az iránytényező (DC) a főirányban létrehozott térerősség négyzetének (E 0 2) és a minden irányú térerősség négyzetének átlagos értékéhez viszonyított aránya (E cf 2). A definícióból kitűnik, hogy az irányítottsági karakterisztika jellemzi az antenna iránytulajdonságait. A hatásfok nem veszi figyelembe a veszteségeket, mivel azt a kisugárzott teljesítmény határozza meg. A fentiek alapján megadhatja a hatékonysági tényező kiszámításának képletét:

D=E 0 2 /E átlag 2

Ha az antenna vételre működik, akkor a hatásfok megmutatja, hogy az irányított antenna minden irányból egyenletesen érkező interferencia esetén hányszorosára javul a teljesítményben mért jel-zaj viszony.

Adóantenna esetén az irányítottsági tényező azt mutatja meg, hogy hányszorosára kell csökkenteni a sugárzási teljesítményt, ha a körsugárzó antennát irányítottra cseréljük, miközben a főirányban azonos térerősséget tartunk fenn.

Egy abszolút mindenirányú antenna hatásfoka nyilvánvalóan egyenlő az egységgel. Fizikailag egy ilyen antenna térbeli sugárzási mintája ideális gömbnek tűnik:

9. ábra

Egy ilyen antenna minden irányba egyformán jól sugároz, de a gyakorlatban nem kivitelezhető. Tehát ez egyfajta matematikai absztrakció.

Nyereség

Mint fentebb említettük, a hatékonysági tényező nem veszi figyelembe az antenna veszteségeit. Erősítésnek nevezzük azt a paramétert, amely az antenna iránytulajdonságait jellemzi és a veszteségeket is figyelembe veszi.

Erősítési tényező (GC) G az antenna által a fő irányban létrehozott térerősség négyzetének (E 0 2) és a referenciaantenna által létrehozott négyzetes térerősség (E oe 2) átlagos értékének aránya egyenlő teljesítmény mellett. az antennákhoz. Azt is megjegyezzük, hogy az erősítés meghatározásakor figyelembe veszik a referencia és a mért antennák hatékonyságát.

A referenciaantenna fogalma nagyon fontos az erősítés megértésében, és különböző típusú referenciaantennákat használnak a különböző frekvenciasávokban. A hosszú/közepes hullám tartományban egy negyedhullámú függőleges monopólus vibrátort vesszük alapul (10. ábra).

10. ábra

Egy ilyen referenciavibrátor esetében D e = 3,28, ezért a hosszúhullámú/középhullámú antenna erősítését a következőképpen határozzuk meg: G = D * ŋ/3,28, ahol ŋ az antenna hatásfoka.

A rövidhullám-tartományban egy szimmetrikus félhullámú vibrátort veszünk referenciaantennának, amelyre De = 1,64, akkor az erősítés:

G=D*ŋ/1,64

A mikrohullámú tartományban (és ez szinte az összes modern Wi-Fi, LTE és egyéb antennák) egy D e = 1-et adó izotróp emittert veszünk referenciaadónak, amely a 9. ábrán látható térdiagrammal rendelkezik.

Az erősítés az adóantennák meghatározó paramétere, hiszen azt mutatja meg, hogy az irányított antenna által szolgáltatott teljesítményt hányszorosára kell csökkenteni a referenciahoz képest, hogy a főirányú térerősség változatlan maradjon.

A KND és a KU főként decibelben van kifejezve: 10lgD, 10lgG.

Következtetés

Így megvizsgáltuk az antenna néhány térjellemzõjét, amelyek a sugárzási mintázatból és az energiajellemzõkbõl adódnak (DC és nyereség). Az antenna erősítése mindig kisebb, mint az iránytényező, mivel az erősítés figyelembe veszi az antenna veszteségeit. Veszteségek keletkezhetnek az áramnak a betáplálás tápvezetékébe történő visszaverődéséből, a falak mögötti áramok áramlásából (például kürt), a diagramnak az antenna szerkezeti részeivel történő árnyékolásából stb. Valódi antennarendszerekben , az erősítés és az erősítés közötti különbség 1,5-2 dB lehet.

A γυ feszültség sugárzási mintázat hátsó és oldalsó lebenyének szintjét az antenna kivezetéseinél az EMF arányaként határozzuk meg vétel közben - a hátsó vagy oldalsó lebeny maximumának oldaláról az EMF-re a maximum oldaláról. a főlebeny. Ha egy antennán több különböző méretű hátsó és oldalsó lebeny van, általában a legnagyobb lebeny szintjét jelzik. A hátsó és oldallebenyek szintjét a teljesítmény (γ P) segítségével is meghatározhatjuk úgy, hogy a hátsó és oldalsó lebenyek szintjét feszültséggel négyzetre emeljük. ábrán látható sugárzási mintában. 16, a hátsó és az oldalsó lebeny szintje megegyezik, EMF-ben 0,13 (13%) vagy teljesítményben 0,017 (1,7%). Az irányított vételű televíziós antennák hátsó és oldalsó lebenye általában 0,1 ... 0,25 (feszültség) tartományba esik.

A szakirodalomban a vevő televíziós antennák iránytulajdonságainak ismertetésekor gyakran feltüntetik a hátsó és oldallebenyek szintjét, ami megegyezik a lebenyek szintjének számtani átlagával a televíziós csatorna középső és szélső frekvenciáin. Tegyük fel, hogy a 3. csatorna antennamintájának (f = 76 ... 84 MHz) lebenyeinek szintje (az EMF szerint) a következő: 75 MHz - 0,18 frekvenciákon; 80 MHz - 0,1; 84 MHz - 0,23. A szirmok átlagos szintje (0,18+0,1+0,23)/3, azaz 0,17 lesz. Egy antenna zajtűrése csak akkor jellemezhető a lebenyek átlagos szintjével, ha a televíziós csatorna frekvenciasávjában nincsenek éles, az átlagos szintet jelentősen meghaladó „tüskék” a lebenyek szintjében.

Fontos megjegyzést kell tenni a függőlegesen polarizált antenna zajtűrésével kapcsolatban. Térjünk rá az ábrán látható sugárzási mintára. 16. Ezen az ábrán a vízszintes síkban lévő vízszintesen polarizált antennákra jellemzően a fő lebeny a hátsó és az oldallebenytől a nulla vétel irányaival van elválasztva. A függőleges polarizációs antennák (például a „hullámcsatorna” antennák függőleges vibrátorral) nem rendelkeznek nulla vételi irányokkal a vízszintes síkban. Ezért a hátsó és oldalsó lebeny ebben az esetben nincs egyértelműen meghatározva, és a zajtűrést a gyakorlatban az előre irányból vett jelszint és a hátsó irányból vett jelszint arányaként határozzák meg.

Nyereség. Minél irányítottabb az antenna, azaz minél kisebb a főlebeny nyitási szöge, és minél alacsonyabb a sugárzási minta hátsó és oldalsó lebenyeinek szintje, annál nagyobb az EMF az antenna kivezetésein.

Képzeljük el, hogy egy szimmetrikus félhullámú vibrátort helyezünk el az elektromágneses tér egy meghatározott pontján, maximális vételi irányban, vagyis úgy helyezzük el, hogy hossztengelye merőleges legyen a rádióhullám érkezési irányára. Egy bizonyos Ui feszültség fejlődik ki a vibrátorhoz kapcsolt illesztett terhelésnél, a vételi pont térerősségétől függően. Tegyük tovább! a terep ugyanazon pontján a félhullámú vibrátor helyett egy nagyobb irányítottságú, maximális vételre orientált antennát, például egy „hullámcsatorna” típusú antennát, amelynek iránymintája az 1. ábrán látható. 16. Feltételezzük, hogy ennek az antennának a terhelése megegyezik a félhullámú vibrátoréval, és hozzá is illesztjük. Mivel a „hullámcsatorna” antenna irányítottabb, mint egy félhullámú vibrátor, az U2 terhelésén áthaladó feszültség nagyobb lesz. Az U 2 /’Ui feszültségarány egy négyelemes antenna Ki feszültségerősítése, vagy más néven a „mező”.

Így az antenna feszültsége vagy „térerősítése” úgy definiálható, mint az antenna által egy illesztett terhelésen kifejlődött feszültség és a hozzá illesztett félhullámú vibrátor által azonos terhelés mellett kifejtett feszültség aránya. Mindkét antenna az elektromágneses tér ugyanazon a pontján helyezkedik el, és a maximális vétel felé irányul. Gyakran használják a Kp teljesítményerősítés fogalmát is, amely egyenlő a feszültségerősítés négyzetével (K P = Ki 2).

A nyereség meghatározásakor két pontot kell kiemelni. Először is, annak érdekében, hogy a különböző kialakítású antennákat összehasonlítsák egymással, mindegyiket ugyanazzal az antennával - egy félhullámú vibrátorral - hasonlítják össze, amelyet referenciaantennának tekintenek. Másodszor, ahhoz, hogy a gyakorlatban az erősítéssel meghatározott feszültség- vagy teljesítménynövekedést kapjunk, az antennát a vett jel maximuma felé kell irányítani, vagyis úgy, hogy a sugárzási mintázat fő lebenyének maximuma a jel felé irányuljon. a rádióhullám érkezése. Az erősítés az antenna típusától és kialakításától függ. Térjünk rá egy „hullámcsatorna” típusú antennára a tisztázás érdekében. Ennek az antennának az erősítése a rendezők számával nő. A négyelemes antenna (reflektor, aktív vibrátor és két irányító) 2-es feszültségerősítéssel rendelkezik; hét elemes (reflektor, aktív vibrátor és öt irányító) - 2.7. Ez azt jelenti, hogy ha félhullám helyett

vibrátor négy elemes antennát használ), akkor a televízió-vevő bemeneti feszültsége kétszeresére (teljesítmény 4-szeresére), a hét elemű antenna 2,7-szeresére (teljesítmény 7,3-szorosára) nő.

Az antenna erősítésének értékét a szakirodalom vagy egy félhullámú vibrátorra, vagy az ún. izotróp emitterre vonatkozóan jelzi. Az izotróp sugárzó egy képzeletbeli antenna, amely teljesen nélkülözi az irányított tulajdonságokat, és a térbeli sugárzási mintázat a megfelelő -gömb alakú. Izotróp sugárzók nem léteznek a természetben, és egy ilyen emitter egyszerűen egy kényelmes szabvány, amellyel a különféle antennák iránytulajdonságai összehasonlíthatók. A félhullámú vibrátor számított feszültségnövekedése az izotróp emitterhez viszonyítva 1,28 (2,15 dB). Ezért, ha bármely antenna izotróp emitterhez viszonyított feszültségerősítése ismert, akkor osszuk el 1,28-cal. ennek az antennának a félhullámú vibrátorhoz viszonyított erősítését kapjuk. Ha az izotróp meghajtóhoz viszonyított erősítést decibelben adjuk meg, akkor a félhullámú vibrátorhoz viszonyított erősítéshez vonjunk le 2,15 dB-t. Például az antenna feszültségnövekedése egy izotróp emitterhez képest 2,5 (8 dB). Ekkor ugyanennek az antennának a félhullámú vibrátorhoz viszonyított erősítése 2,5/1,28, azaz 1,95^, decibelben pedig 8-2,15 = 5,85 dB lesz.

Természetesen az egyik vagy másik antenna által adott valódi jelszint erősítés a TV bemeneten nem függ attól, hogy melyik referenciaantennához - félhullámú vibrátorhoz vagy izotróp emitterhez - van megadva az erősítés. Ebben a könyvben az erősítési értékeket egy félhullámú vibrátorhoz viszonyítva adjuk meg.

Az irodalomban az antennák iránytulajdonságait gyakran az irányítottsági együtthatóval értékelik, amely a jelteljesítmény növekedését jelenti a terhelésben, feltéve, hogy az antennának nincs vesztesége. Az iránytényező a Kr teljesítményerősítéshez kapcsolódik az összefüggés alapján

Ha megméri a feszültséget a vevő bemenetén, ugyanezt a képletet használhatja a vételi hely térerősségének meghatározására.

GOST R 50867-96

E58 csoport

AZ OROSZ FÖDERÁCIÓ ÁLLAMI SZABVÁNYA

ANTENNÁK RÁDIÓRELÉS KOMMUNIKÁCIÓS VONALAKHOZ

Osztályozás és általános műszaki követelmények

Mikrohullámú távközlési vonalak antennái.
Osztályozás és főbb műszaki követelmények

OKS 33.060.20
OKSTU 6577

Bevezetés dátuma 1997-01-01

Előszó

1 Az Orosz Föderáció Kommunikációs Minisztériuma KIALAKÍTOTT ÉS BEVEZETETT

2 ELFOGADVA ÉS HATÁLYBA LÉPTETT Oroszország állami szabványának 1996. március 21-i N 193 határozatával

3 ELŐSZÖR BEMUTATVA

1 HASZNÁLATI TERÜLET

1 HASZNÁLATI TERÜLET

Ez a szabvány azokra a rádiórelévonali (RRL) antennákra vonatkozik, amelyeket elektromágneses energia vételére (továbbítására) terveztek az RRL számára kijelölt frekvenciatartományokban.

A szabvány általános műszaki követelményeket állapít meg az elektromos paraméterek tartományára és az RRL antennák kialakítására vonatkozóan, valamint meghatározza az elektromos paraméterek mérési módszereit.

2 SZABÁLYOZÁSI HIVATKOZÁS

3 MEGHATÁROZÁSOK

E szabvány alkalmazásában a következő kifejezések és a megfelelő meghatározások érvényesek.

3.1 MŰKÖDÉSI FREKVENCIA TARTOMÁNY - a felső és alsó működési frekvencia által korlátozott sáv, amelyen belül az antenna meghatározott elektromos paraméterei változatlanok maradnak, vagy elfogadható határokon belül változnak.

3.2 VÉDŐ INTÉZKEDÉS - az antenna által a fővel ellentétes irányból vagy egy bizonyos meghatározott szögszektorban vett jel csökkenése a főirányban vett azonos jelhez képest.

3.3 GARANTÁLT IRÁNYDIAGRAM - a valós sugárzási mintázat lebenyeinek csúcsértékeinek burkológörbéje.

Megjegyzés - A garantált sugárzási mintázat szintjét legfeljebb 3 dB-lel és a tényleges sugárzási mintázat oldallebeny csúcsainak legfeljebb 10%-ával lehet túllépni.

3.4 RELATÍV VÉDŐ AKCIÓ - védőhatás az izotróp antenna sugárzási szintjére csökkentve.

3.5 Az egyéb feltételek megfelelnek a GOST 24375 szabványnak.

4 OSZTÁLYOZÁS

4.1 Az áramkörben használt tükrök száma alapján az antennákat egytükrösre, amely főtükörből és betáplálásból áll, kettős tükrösre, amely fő- és segédtükörből és betáplálásból áll, valamint többtükörre, amelyből áll. egy fő és két vagy több kiegészítő tükör és egy előtolás.

4.2. Az előtolás helye alapján az antennákat tengelyszimmetrikusra osztják, amikor az előtolási rendszer a fókusztengely mentén helyezkedik el az antennanyílás közepén, és nem tengelyszimmetrikusra (távirányítóval), amikor az előtolórendszer relatíve el van tolva. az antennanyílás közepére.

4.3 A működési sávok száma alapján az antennákat egy-, két- és többsávosra osztják.

4.4 A minőségi mutatók alapján (főleg a zajtűrés szempontjából) az antennákat a nemzetközi osztályozásnak megfelelően három fő kategóriába sorolják - szabványos, kiváló minőségű és ultra-magas minőségű.

Megjegyzés - A felsorolt ​​főbb kategóriákon kívül vannak olyan antennakategóriák is, amelyek az egyik paraméterben javítottak.

4.5. A működő polarizációk száma alapján az antennákat egy polarizáción működő, egy polarizáción és kettős polarizációs, két polarizáción működő antennákra osztjuk.

4.6 A működési irányok száma alapján az antennákat egynyalábú, egyirányú és szögtávolságú, két vagy több irányban működő antennákra osztják.

5 MŰSZAKI KÖVETELMÉNYEK

5.1 Általános követelmények

Az antennáknak meg kell felelniük a jelen szabvány követelményeinek és az adott antennatípusra vonatkozó előírásoknak.

5.2 Elektromos követelmények

5.2.1 Antennák fejlesztése, gyártása és gyártása során a következő elektromos paramétereket kell szabványosítani:

- működési frekvencia tartomány;

- polarizációs jellemzők;

- nyereség;

- az antenna és a betáplálási útvonal illesztésének jelzője;

- a főlebeny szélessége fél teljesítményszinten;

- a fő lebeny szélessége nulláknál vagy mínusz 15 vagy mínusz 20 dB szinten;

- az első oldallebeny szintje;

- védő hatás;

- a keresztpolarizációs maximumok szintje vagy a keresztpolarizációs sugárzás maximális szintje egy adott térbeli szögszektorban, közel a fősugárzás irányához;

- az oldalsó sugárzás szintje egy kör alakú vagy meghatározott szögszektorban.

Megjegyzés - A megadott paramétereket az antennák tanúsítási tesztjei során kell ellenőrizni.

5.2.2 Egy adott RRL antenna működési tartományának meg kell felelnie annak a rádiórelé kommunikációs rendszernek, amelyben az antennának működnie kell*.
______________
* A rádiórelé kommunikációs rendszer működési tartományát a Nemzetközi Rádiókommunikációs Szabályzattal, a frekvenciasávok szolgálatok közötti elosztásának orosz táblázatával és az Oroszországi Rádiófrekvenciák Állami Bizottságának vonatkozó határozataival összhangban állapítják meg.


A működési tartomány működési sávszélességét az alsó és felső frekvencia korlátozza.

5.2.3 Az RRL antennák polarizációjának lineárisnak, vízszintesnek és/vagy függőlegesnek kell lennie.

Megjegyzés - Ha szükséges, a forgó polarizációs művelet elfogadható.

5.2.4 Az antenna erősítését a működési tartomány egy (középső) vagy három (szélső és középső) frekvenciájára kell beállítani, vagy a teljes működési tartományon belül a minimálisan megengedett érték formájában, szükség esetén polarizációval elválasztva.

Az erősítést decibelben kell megadni.

5.2.5 Az antenna betáplálási úttal való illesztésének jelzőjét a feszültség állóhullám-aránnyal (VSWR) kell megadni a működési tartományon belüli maximálisan megengedett érték formájában, szükség esetén polarizációval elválasztva.

Megjegyzés - Lehetőség van az illesztési jelző beállítására reflexiós együttható formájában.

5.2.6 A fő lebeny szélességét fél teljesítményszinten a működési tartomány egy (középső) vagy három (szélső és középső) frekvenciájára kell beállítani, szükség esetén síkkal és polarizációval elválasztva.

Megjegyzés - Ha szükséges, állítsa be a fő lebeny szélességét és a nullákat, vagy a szintet mínusz 15 vagy mínusz 20 dB értékre.

5.2.7 Az első oldallebeny szintjét a működési tartományon belüli legnagyobb megengedett értékként kell megadni, szükség esetén síkkal és polarizációval elválasztva.

5.2.8 Az antenna védőhatását a minimálisan megengedett értékként kell megadni a működési tartományon belül, szükség esetén síkkal és polarizációval elválasztva.

5.2.9 A keresztpolarizációs maximumok szintjét vagy a keresztpolarizációs sugárzás mértékét a fősugárzás irányához közeli szögek adott térbeli szektorában a működési tartományon belül megengedett legnagyobb értékként kell megadni, szükség esetén elkülönítve, síkkal és polarizációval.

5.2.10 Az oldalsó sugárzás szintjét garantált minták (fő- és keresztpolarizáció) formájában kell megadni mindkét polarizációra egyidejűleg, vagy polarizációkkal elválasztva vízszintes vagy vízszintes és függőleges, vagy több legjellemzőbb síkban.

5.2.11 Meg van adva az első oldallebeny szintje, a keresztpolarizációs maximumok szintje (vagy a keresztpolarizációs sugárzás szintje a fősugárzás irányához közeli szögek adott térbeli szektorában) és az oldalsugárzás mértéke decibelben a főirányú sugárzás szintjéhez viszonyítva.

5.2.12 A paraméterek síkok (a fő vízszintes és függőleges) és polarizációk (síkok és ) szerinti szétválasztását abban az esetben alkalmazzuk, ha a paraméterek értékeinek különbsége meghaladja a megadott pontosságot.

5.2.13 Az 5.2.1-ben meghatározott fő paramétereken túlmenően származtatott paraméterek is beállíthatók - a nyitófelület kihasználási együtthatója és a relatív védőhatás.

5.2.14 Ha az antennában további, az elektromos paramétereket befolyásoló elemek – hullámvezető átmenetek, ívek, időjárásálló védőburkolatok stb. – kerülnek be, az egyes elektromos paraméterek értékét azok hatásának figyelembevételével kell beállítani, ha ezek az elemek egy az antenna szerves része , ha a kiegészítő elemek beépítésétől függően az antennának több változata van, akkor az összes vagy csak az antennaverziótól függő paraméter értékét minden verziónál külön kell feltüntetni.

5.2.15 Az antennák elektromos paramétereinek szabványait az adott rádiórelé kommunikációs rendszerek tervezésekor határozzák meg, az RRL tartományok hosszától, a terjedési feltételektől és a használt berendezés paramétereitől (adó teljesítményétől, vevő érzékenységétől stb.), a kommunikáció céljától függően. rendszerek (gerinchálózat, zóna), csatornák száma (többcsatornás vagy néhány csatornás), az alkalmazott moduláció módja (analóg vagy digitális), elektromágneses kompatibilitási követelmények stb. és az adott típusú antenna műszaki leírásában szerepelnek.

5.2.16 Az RRL-ben használt antennák fő paramétereinek hozzávetőleges értékeit az A függelék tartalmazza.

5.2.17 Az antennaparaméterek mérésére vonatkozó általános követelményeket a B. függelék tartalmazza.

5.3 Tervezési követelmények

5.3.1 Az antenna kialakításának tartalmaznia kell egy tükröt, egy adagolót és az antennát a tartószerkezethez rögzítő elemeket.

Megjegyzés - Az antenna tartalmazhat egy állványt és egy beállító eszközt.

5.3.2 Az antenna tömegét és teljes méreteit minimálisra kell csökkenteni.

5.3.3 A betáplálás hullámvezető kimenetének irányát (vízszintes, függőleges, ferde) a rendszer egészének tervezési paramétereitől függően kell beállítani.

5.3.4 A feeder kimenetének szabványos méretű és csatlakozóval kell rendelkeznie, amely biztosítja az összeköttetést a betápláló útvonal vagy rádiórelé berendezés megfelelő elemeivel. A betáplálási kimenetre vonatkozó követelményeket az adott típusú antenna műszaki leírása határozza meg.

5.3.5 A betáplálás hullámvezető útját szükség esetén le kell zárni, és az adott típusú antenna műszaki leírásában meghatározott túlnyomáson kell tesztelni.

5.3.6 Az antenna kialakításának biztosítania kell a mechanikai szilárdságot és a műszaki leírásban meghatározott elektromos paraméterek szabványait, amikor az antennát meghatározott éghajlati övezetben, adott beépítési magasságon üzemeltetik.

5.3.7 Az antennának meg kell tartania a műszaki előírásokban meghatározott elektromos paramétereket, és nem lehet mechanikai sérülése az adott típusú antenna műszaki specifikációiban meghatározott szállítási vizsgálatok után.

5.3.8 Az antenna élettartama, hacsak különleges feltételek másként nem rendelkeznek, legalább 20 év.

5.3.9 A jelölésre és csomagolásra vonatkozó követelményeket az adott típusú antenna műszaki leírásában kell meghatározni.

5.3.10 Az antenna kialakítását teherfogó furattal kell ellátni az emeléshez, süllyesztéshez és a szerelési és javítási munkák során történő felfüggesztéshez.

5.3.11 A nem tengelyszimmetrikus antennák tervezésénél célszerű biztosítani azok vizuális beállításának lehetőségét.

5.3.12 Az antennaszerkezet elemeinek nem lehetnek éles élei, sarkai vagy veszélyforrást jelentő felületei, kivéve a tervdokumentációban meghatározottakat.

5.3.13 Az antenna kialakításának kényelmes hozzáférést kell biztosítania azokhoz az elemekhez, amelyek működése során speciális megfigyelést vagy cserét igényelnek.

5.3.14 Az antenna megengedett legnagyobb beépítési magasságát annak a rendszernek a követelményei alapján határozzák meg, amelyben működnie kell.

5.3.15 Speciális követelmények hiányában az antennákat úgy kell megtervezni, hogy V szél, IV hó és jeges területeken mínusz 50 és +50 °C közötti környezeti hőmérsékleten és 100%-os páratartalom mellett +25 °C hőmérsékleten működjenek.

5.4 Az elektromágneses összeférhetőségre, a környezetbiztonságra és az elektromos biztonságra vonatkozó követelmények

5.4.1 A kommunikációs rendszerek elektromágneses kompatibilitását meghatározó új fejlesztésű, korszerűsített és külföldön vásárolt antennák oldalsugárzási szintjének meg kell felelnie a B. függelékben megadott követelményeknek.

5.4.2 A környezetvédelmi és elektromos biztonságra vonatkozó követelményeket az adott típusú rádiórelé berendezések műszaki előírásai határozzák meg.

A. FÜGGELÉK (referenciaként). A JELENLEGI RRL-BEN HASZNÁLT ANTENNÁK FŐ PARAMÉTEREINEK BECSÜLT ÉRTÉKEI

A FÜGGELÉK
(tájékoztató)

A.1 Az RRL antennák erősítése 20 és 50 dB között van.

Megjegyzés - Szükség esetén kisebb és nagyobb erősítésű antennák is használhatók.

A.2. A nagy kapacitású gerinchálózati rádiórelé rendszerekben és a kiterjesztett hullámvezető úttal rendelkező rendszerekben használt antennák VSWR értéke 1,04 és 1,08 között van.

A zónarendszerekben és a kiterjesztett hullámvezető úttal nem rendelkező rendszerekben (a berendezés közvetlenül az antennabemenetre csatlakozik) működésre használt antennák VSWR értéke 1,15 és 1,4 között mozog.

Megjegyzés - Javasoljuk, hogy alacsony VSWR értékű antennákat használjon, pl. és a meghatározott alsó határok alatt.

A.3. A főlebeny szélessége az egysugaras, erősen irányított RRL antennák félteljesítményszintjén a fok töredékétől néhány fokig terjed.

A.4 Az RRL antennák oldalirányú sugárzási szintje megfelel a B. függelékben megadott referencia sugárzási mintáknak.

A.5 A szabványos antennák relatív védőhatása 0 és 10 dB között van, a kiváló minőségű 10 és 20 dB között, az ultra-jó minőségű 20 és 40 dB között.

Megjegyzés - Magasabb védőhatású antennákat célszerű használni.

A.6 Az első oldallebeny szint mínusz 15 és mínusz 30 dB között van.

Megjegyzés - Célszerű olyan antennákat használni, amelyeknek alacsony az első oldalsó lebeny szintje, pl. és a megadott alsó határ alatt.

A.7 A keresztpolarizációs maximumok szintje (vagy a keresztpolarizációs sugárzás szintje a fősugárzás irányához közeli szögek adott térbeli szektorában) mínusz 15 és mínusz 30 dB között van, és ha egyidejűleg két polarizáción működik - mínusz 30 és mínusz 35 dB között.

Megjegyzés - Célszerű alacsony keresztpolarizációs csúcsokkal rendelkező antennákat használni.

A.8 Az RRL antennák nyitófelületének kihasználási együtthatója 0,4 és 0,7 (40 és 70% között) között van.

Megjegyzés - Magas kihasználtsági tényezőjű antennákat célszerű használni, pl. és több mint a fent meghatározott felső határ.

B FÜGGELÉK (ajánlott). AZ ANTENNA PARAMÉTEREK MÉRÉSÉRE VONATKOZÓ ÁLTALÁNOS KÖVETELMÉNYEK

B.1 Az antennaméréseket speciálisan felszerelt vizsgálati helyszínen vagy visszhangmentes, speciális elnyelő anyaggal bevont kamrákban kell elvégezni. A mérési hely és a mérési módszer kiválasztásakor figyelembe kell venni a működési frekvencia tartományban mért paraméterek értékének meghatározásához szükséges pontosságot.

B.2 A mérések végzésekor, hacsak egy adott típusú antenna műszaki leírása kifejezetten nem írja elő, szabványos mérőáramköröket és szabványos mérőberendezéseket kell használni, hogy biztosítsák a mért értékek szükséges pontosságát a működési frekvencia tartományban.

B.3 A sugárzási minták és az erősítés mérésére szolgáló tipikus sémák példái a B.1-B.3 ábrákon láthatók.

Megjegyzés - Az elektromos paraméterek mérésére más áramkörök és módszerek is használhatók, amelyek biztosítják az adott típusú antenna műszaki specifikációiban meghatározott mérési pontosságot.

B.4 A következő paraméterek közvetlen mérés tárgyát képezik:

- nyereség;

- állóhullám-arány;

- iránymintázatok (fő- és keresztpolarizáció).

B.1 ábra - A sugárzási minták mérésének blokkdiagramja (mérés

Adás

1 - generátor; 2, 8 - nagyfrekvenciás kábel; 3, 7, 9 - koaxiális-hullámvezető átmenet; 4 - ferrit szelep; 5 - mérő (polarizációs) csillapító; 6 - szétkapcsoló csillapító; 10 - hullámvezető átmenet kerekről téglalap alakú keresztmetszetre; 11 - kiegészítő (adó) antenna.

Recepció

12 - tesztelt antenna; 13 - hullámvezető átmenet kerekről téglalap alakú keresztmetszetre; 14 - koaxiális-hullámvezető átmenet; 15 - nagyfrekvenciás kábel; 16 - mérővevő; 17, 19 - alacsony frekvenciájú kábel; 18 - erősítő; 20 - felvevő.

Megjegyzések

B.1 ábra - A sugárzási minták mérésének blokkdiagramja (mérés
csillapítók a sebességváltón találhatók)

B.2 ábra - A sugárzási mintázat mérésének blokkdiagramja (a mérőcsillapítók a vételnél találhatók)

Adás

1 - generátor; 2 - nagyfrekvenciás kábel; 3 - koaxiális-hullámvezető átmenet; 4 - hullámvezető átmenet kerekről téglalap alakú keresztmetszetre; 5 - kiegészítő (adó) antenna.

Recepció

6 - tesztelt antenna; 7 - hullámvezető átmenet kerekről téglalap alakú keresztmetszetre; 8, 10 - szétkapcsoló csillapító; 9 - mérő (polarizációs) csillapító; 11 - detektor rész; 12, 14 - alacsony frekvenciájú kábel; 13 - alacsony frekvenciájú erősítő; 15 - felvevő.

Megjegyzések

1 Rugalmas hullámvezető betétekkel és hullámvezető bemenetekkel (kimenetekkel) rendelkező adó- és vevőberendezések alkalmazásakor a nagyfrekvenciás és a koaxiális hullámvezető átmenetek ki vannak zárva az áramkörből.

2 Ha a betáplálás hullámvezető kimenete téglalap keresztmetszetű, a hullámvezető átmeneteket kerekről téglalap alakúra nem használják.

B.2 ábra - A sugárzási minták mérésének blokkdiagramja (mérés
csillapítók a recepción találhatók)

B.Z ábra - Erősítésmérés blokkdiagramja (a mérőcsillapítók a sebességváltón találhatók)

Adás

1 - generátor; 2, 8 - nagyfrekvenciás kábel; 3, 7, 9 - koaxiális-hullámvezető átmenet; 4 - ferrit szelep; 5 - mérő (polarizációs) csillapító; 6 - szétkapcsoló csillapító; 10 - hullámvezető átmenet kerekről téglalap alakú keresztmetszetre; 11 - kiegészítő (adó) antenna.

Recepció

12 - tesztelt antenna; 13, 15 - hullámvezető átmenet kerekről téglalap alakú keresztmetszetre; 14 - mérő (referencia) antenna; 16 - szétkapcsoló csillapító; 17 - mérőszakasz; 18 - alacsony frekvenciájú kábel; 19 - alacsony frekvenciájú erősítő.

Megjegyzések

1 Rugalmas hullámvezető betétekkel és hullámvezető bemenetekkel (kimenetekkel) rendelkező adó- és vevőberendezések alkalmazásakor a nagyfrekvenciás és a koaxiális hullámvezető átmenetek ki vannak zárva az áramkörből.

2 Ha a betáplálás hullámvezető kimenete téglalap keresztmetszetű, a hullámvezető átmeneteket kerekről téglalap alakúra nem használják.

B.Z ábra - Az erősítés mérésének blokkdiagramja (mérés
csillapítók a sebességváltón találhatók)

B.5 A fő sugárzási minták felhasználásával meghatározzuk a fő lebeny szélességét fél teljesítményszinten és nullákon (vagy mínusz 15 vagy mínusz 20 dB szinten), az első oldallebeny szintjét, az oldalszintet sugárzás és garantált sugárzási minták a fő polarizációnál.

B.6 Keresztpolarizációs sugárzási minták felhasználásával a keresztpolarizációs maximumok szintje és/vagy a keresztpolarizációs sugárzás szintje a fősugárzás irányához közeli szögek adott térbeli szektorában, az oldalsugárzás és a garantált keresztirányú sugárzás szintje -a polarizációs sugárzási mintázatok meghatározása.

B.7 A következő paraméterek közvetett módon határozhatók meg:

- védő hatás;

- a nyílásfelület kihasználtsági együtthatója;

- relatív védőhatás.

B.8 A mérések terjedelmét az adott antennatípus műszaki specifikációi határozzák meg.

B.9 A meghatározott típusú antennák mérési módszereit az adott típusú antennák műszaki leírásában kell meghatározni.

B FÜGGELÉK (ajánlott). A LÁTHATÓVONALRA VONATKOZÓ RÁDIÓRELÉRENDSZEREK ANTENNÁJÁNAK IRÁNYELVRE VONATKOZÓ REFERENCIÁJA

B.1 Az ajánlás* szerinti referencia-sugárzási mintákat valódi sugárzási minták hiányában használják az elektromágneses kompatibilitási problémák megoldására, nevezetesen:

- a koordinációs zónában az interferenciaforrások kiküszöbölésével kapcsolatos kérdések előzetes tanulmányozása során;

- rádiófrekvenciák rádióreléhálózatban történő újrafelhasználásakor, amikor ugyanazok a rádiófrekvenciák ismételten használhatók akár egymástól jelentősen távol eső területeken, akár egy állomástól különböző irányú vonalszakaszokon, vagy egy területen keresztpolarizációval .
______________
* Mivel az ITU Közgyűlés megváltoztatja a 699-es ajánlást, annak újabb kiadásait kell használni, figyelembe véve az antennatervezés és -építés területén az 1994 utáni legújabb fejleményeket.

B.2 A referencia sugárzási minták a legtipikusabb és leggyakrabban használt (a fenti ajánlás utolsó kiadásának elfogadásakor) látóvonali rádiórelé antennáinak valós sugárzási minták lebenyeinek burkológörbéi. rendszerekben, miközben feltételezzük, hogy a valós sugárzási minták oldallebenyeinek csúcsainak kis százaléka meghaladhatja a referenciadiagram által korlátozott szintet.

B.3 A referencia sugárzási minták nem szolgálhatnak a fejlesztők és potenciális fogyasztók számára megengedett legnagyobb értékként, korlátozva az oldalirányú sugárzás szintjét alulról vagy felülről, azonban iránymutatást jelenthetnek számukra az új fejlesztésű vagy vásárolt antennaberendezések minőségének értékelése során. egy bizonyos átlagos világszinthez képest.

B.4 Az áteresztőképesség növelése érdekében tanácsos jobb (a referenciahoz képest) sugárzási mintázatú antennákat használni.

Megjegyzés - Lehetőség van rosszabb sugárzási mintázatú antennák használatára is (ebben az esetben az elektromágneses kompatibilitási problémák megoldása során csak valós sugárzási mintákat szabad használni).

B.5 Az ITU Rádiókommunikációs Közgyűlésének (Ajánlás) határozatának megfelelően, konkrét antennamintázat-információ hiányában az alábbi referenciamintákat kell használni az 1-40 GHz frekvenciatartományban.

B.5.1 Abban az esetben, ha a rádiórelé antenna átmérőjének az üzemi hullámhosszhoz viszonyított aránya, a kifejezést kell használni.

ahol az izotróp módon sugárzó antennához viszonyított erősítés;

- a tengelytől való eltérés szöge;

- a főlebeny erősítése az izotróp sugárzó antennához képest, dB;

és - az antenna átmérője és hullámhossza, azonos egységekben kifejezve;

- az első lebeny nyeresége

Ideális esetben az antenna által a műholdra irányított nyalábnak éles ceruza alakúnak kell lennie. Sajnos, mivel a hullámhosszak ebben az esetben kicsik az antenna apertúrájához (átmérőjéhez) képest, a fix fókuszpont nem igazán pontos. Ez a fősugár enyhe eltérését és a tengelyen kívüli jelek nem kívánt felvételét okozza. A kapott poláris mintázat egy keskeny nyalábból áll, ún fő sziromés kisebb amplitúdójú oldallebenyek sorozata.

Tipikus parabolikus sugárzási mintázat
reflektor polárkoordináta-rendszerben

Mivel a poláris diagram gyakran nehezen értelmezhető, a téglalap alakú koordinátarendszert részesítjük előnyben. A normalizált elméleti jelkarakterisztika egy egyenletesen besugárzott 65 cm átmérőjű antenna esetén 11 GHz-es frekvencián az ábrán látható:

Valójában a fent felsorolt ​​tényezők hozzájárulnak ahhoz, hogy ez a jellemző szabálytalanságokat idézzen elő, de az összefüggésről alkotott összkép változatlan marad.

A háttérzaj elsősorban az oldallebenyeken keresztül jut be az antennarendszerbe, ezért ezeket a főlebeny amplitúdójához képest a lehető legkisebbre kell tartani. Egy egyenletesen besugárzott antenna elméletileg az első és legnagyobb oldallebenyet körülbelül -17,6 dB-lel a főlebeny maximális értéke alatt hozza létre.

A gyakorlatban a besugárzás ritkán egyenletes. A sugárzás eloszlásának pontossága a beépített besugárzó típusától függ. Ezzel elérkeztünk az antennarendszer effektív területének vagy hatékonyságának fogalmához. Más szóval, a jelteljesítmény nagy része a tükör középső részéből származik, és az antenna külső szélei felé csökken. Ezért az antenna reflektorának gyenge nyitása védelmet jelenthet a háttérzaj ellen.

A tükör részleges (elégtelen) besugárzása az első oldallebeny szintjét -20 dB alá csökkenti, ezáltal csökkenti a háttérzaj hatását. Első pillantásra ez a megoldás ideálisnak tűnik, de néhány nemkívánatos következményhez vezet - az antenna erősítésének csökkenéséhez és a sugárszélesség (főlebeny) megfelelő növekedéséhez. Az antenna sugárzási mintázatának fő jellemzője a szélessége félteljesítményszinten, amelyet a minta fő lebenyének szélességeként számítanak ki -3 dB szinten. A sugárszélesség kiszámításához használt egyenletek bármely adott főlebeny szinten meglehetősen összetettek és időigényesek. Az olyan paraméterek azonban, mint a főlebeny szélessége -3 dB-nél, az első oldallebeny amplitúdója és az első nulla (bevágás) elhelyezkedése, a telepített besugárzási módszertől függően, könnyen kiszámíthatók az alábbi kifejezésekkel. az alábbi táblázatot. A koszinusz eloszlás közel van az átlaghoz, és ha a vett besugárzási mód ismeretlen, akkor ez használható első közelítésként a -3 dB sugárszélesség kiszámításánál.

A tükörantennák oldalsó lebenyeinek szintjének csökkentése fémcsíkok elhelyezésével a nyílásban

Akiki D, Biayneh V., Nassar E., Harmush A,

Notre Dame Egyetem, Tripoli, Libanon

Bevezetés

A növekvő mobilitás világában egyre nagyobb szükség van arra, hogy az emberek kapcsolatba lépjenek egymással és hozzáférjenek az információkhoz, függetlenül az információ helyétől vagy az egyéntől. Ezen megfontolások alapján nem tagadható, hogy a távközlés, nevezetesen a jelek távolságokon történő továbbítása sürgető szükség lenne. A vezeték nélküli kommunikációs rendszerekkel szembeni olyan tökéletes és mindenütt jelenlévő igények egyre hatékonyabb rendszerek kifejlesztését jelentik. A rendszer fejlesztése során a legfontosabb kezdeti lépés az antennák fejlesztése, amelyek a jelenlegi és a jövőbeni vezeték nélküli kommunikációs rendszerek központi elemei. Ebben a szakaszban az antenna paramétereinek minőségének javításával a sugárzási mintázat oldallebenyeinek szintjének csökkenését értjük. Az oldallebenyek szintjének csökkentése természetesen nem érintheti a diagram fő lebenyét. Az oldalcsonk szintjének csökkentése azért kívánatos, mert a vevőként használt antennák esetében az oldalsó szárnyak sebezhetőbbé teszik a rendszert a szórt jelekkel szemben. Az adóantennákban az oldallebenyek csökkentik az információbiztonságot, mivel a jelet egy nem kívánt vevő fél fogadhatja. A fő nehézség az, hogy minél magasabb az oldallebeny szintje, annál nagyobb az interferencia valószínűsége a legmagasabb szintű oldallebeny irányában. Ezenkívül az oldallebenyek szintjének növelése azt jelenti, hogy a jelteljesítmény szükségtelenül disszipálódik. Sok kutatást végeztek már (lásd például ), de ennek a cikknek az a célja, hogy áttekintse az egyszerűnek, hatékonynak és alacsony költségűnek bizonyult „csík pozicionálás” módszert. Bármilyen parabola antenna

Ezzel a módszerrel (1. ábra) fejleszthető vagy akár módosítható az antennák közötti interferencia csökkentése érdekében.

A vezető csíkokat azonban nagyon pontosan kell elhelyezni az oldalsó rés csökkentése érdekében. Ebben a cikkben a "csík pozicionálás" módszert kísérletekkel teszteljük.

A feladat leírása

A probléma a következőképpen fogalmazódik meg. Egy adott parabolaantennánál (1. ábra) csökkenteni kell az első oldallebeny szintjét. Az antenna sugárzási mintája nem más, mint az antenna apertúra gerjesztési függvényének Fourier-transzformációja.

ábrán. A 2. ábrán egy parabolaantenna két diagramja látható - csíkok nélkül (folytonos vonal) és csíkokkal (*-gal jelölt vonal), amely azt szemlélteti, hogy csíkok használatakor az első oldallebeny szintje csökken, azonban a főlebeny is csökken, és a szint megváltoztatja a megmaradt szirmokat is. Ez azt mutatja, hogy a csíkok helyzete nagyon kritikus. A csíkokat úgy kell elhelyezni, hogy a fő lebeny szélessége fél teljesítménynél vagy az antenna erősítése észrevehetően ne változzon. A hátsó lebeny szintje sem változhat észrevehetően. A fennmaradó szirmok szintjének növekedése nem olyan jelentős, mivel ezeknek a szirmoknak a szintje általában sokkal könnyebben csökkenthető, mint az első oldallebenyek szintje. Ennek a növekedésnek azonban mérsékeltnek kell lennie. Emlékezzünk arra is, hogy az ábra. 2 illusztráció.

A fenti okok miatt a "csík pozicionálás" módszer alkalmazásakor a következőket kell szem előtt tartani: a csíkoknak fémnek kell lenniük, hogy teljes mértékben tükrözzék az elektromos mezőt. Ebben az esetben a csíkok helyzete egyértelműen meghatározható. Jelenleg oldallebeny szintmérések

Rizs. 2. Antenna sugárzási mintázata csíkok nélkül (folyamatos)

és csíkokkal (

Rizs. 3. Elméleti normalizált sugárzási mintázat dB-ben

két módszert alkalmaznak - elméleti és kísérleti. Mindkét módszer kiegészíti egymást, de mivel bizonyítékaink a meghibásodás nélküli és csíkos antennák kísérleti diagramjainak összehasonlításán alapulnak, ebben az esetben a kísérleti módszert alkalmazzuk.

A. Elméleti módszer. Ez a módszer a következőkből áll:

A vizsgált antenna elméleti sugárzási mintázatának (RP) meghatározása,

Ennek a mintának az oldallebenyeinek mérései.

A minta vehető az antenna műszaki dokumentációjából, vagy kiszámítható például a Ma1!ab programmal, vagy bármilyen más alkalmas programmal, a terepre ismert összefüggések felhasználásával.

A vizsgált antennaként a P2P-23-YHA tükörparabolaantennát használtuk. A DP elméleti értékét az egyenletes gerjesztésű kör alakú apertúra képletével kaptuk meg:

]ka2E0e іkg Jl (ka 8Іпв)

A mérések és számítások az E-síkban történtek. ábrán. A 3. ábra a normalizált sugárzási mintát mutatja a poláris koordináta-rendszerben.

B. Kísérleti módszer. A kísérleti módszerben két antennát kell használni:

A vizsgált vevőantenna,

Adó antenna.

A vizsgált antenna mintázatát annak elforgatásával és a térszint kívánt pontosságú rögzítésével határozzuk meg. A pontosság növelése érdekében célszerű decibelben leolvasni.

B. Az oldallebenyek szintjének beállítása. Értelemszerűen az első oldalsó szirmok azok, amelyek legközelebb állnak a fő sziromhoz. Helyük rögzítéséhez meg kell mérni a szöget fokban vagy radiánban a fő sugárzás iránya és az első bal vagy jobb lebeny maximális sugárzási iránya között. A bal és jobb oldali lebeny irányának a minta szimmetriája miatt azonosnak kell lennie, de kísérleti mintában ez nem biztos, hogy így van. Ezután meg kell határoznia az oldallebenyek szélességét is. Úgy definiálható, mint az oldallebeny bal és jobb oldalán lévő nullák közötti különbség. Itt is szimmetriára kell számítani, de csak elméletileg. ábrán. Az 5. ábra az oldallebeny paramétereinek meghatározására vonatkozó kísérleti adatokat mutat be.

Méréssorozat eredményeként meghatározásra került a P2P-23-YXA antenna szalagjainak helyzete, melyeket az antenna szimmetriatengelyétől a szalaghoz mért távolság (1,20-1,36)^ határoz meg.

Az oldallebeny paramétereinek meghatározása után meghatározzuk a csíkok helyzetét. A megfelelő számításokat mind az elméleti, mind a kísérleti mintákra ugyanazzal a módszerrel végezzük, amelyet az alábbiakban ismertetünk és a 1. ábra szemléltet. 6.

d konstans - a parabola antenna szimmetriatengelyétől a parabola tükör apertúrájának felületén lévő csík távolságát a következő összefüggés határozza meg:

„d<Ф = ъ,

ahol d a kísérletileg mért távolság a tükör felületén lévő szimmetriaponttól a csíkig (5. ábra); 0 - a fő sugárzás iránya és az oldallebeny kísérletileg megállapított maximumának iránya közötti szög.

A C értékek tartományát a következő összefüggés határozza meg: c! = O/dv

az oldallebeny kezdetének és végének megfelelő 0 értékekhez (ami a minta nulláinak felel meg).

A C tartomány meghatározása után ezt a tartományt több értékre osztjuk, amelyek közül kísérletileg kiválasztjuk az optimális értéket

Rizs. 4. Kísérleti beállítás

Rizs. 5. Az oldallebeny paramétereinek kísérleti meghatározása Fig. 6. Csík elhelyezési módszer

eredmények

A csíkok több pozícióját teszteltük. Ha a csíkokat távolabb helyeztük a főlebenytől, de a talált C tartományon belül, az eredmények javultak. ábrán. A 7. ábra két mintát mutat be csíkok nélkül és csíkokkal, ami egyértelműen mutatja az oldallebenyek szintjének csökkenését.

táblázatban Az 1. táblázat a mintázat összehasonlító paramétereit mutatja az oldallebenyek szintje, irányultsága és a főlebeny szélessége szempontjából.

Következtetés

Az oldallebenyek szintjének csökkenése szalagok használatakor - 23 dB-lel (csík nélküli antenna oldallebenyeinek szintje -

12,43 dB). A fő szirom szélessége szinte változatlan marad. A tárgyalt módszer nagyon rugalmas, mivel bármilyen antennára alkalmazható.

Azonban bizonyos nehézséget jelent a többutas torzulások hatása, amelyek a föld és a környező objektumok mintázatára gyakorolt ​​hatásával járnak, ami az oldalsó lebenyek szintjének akár 22 dB-lel történő változásához vezet.

A tárgyalt módszer egyszerű, olcsó és rövid időn belül elvégezhető. A következőkben megpróbálunk további csíkokat hozzáadni különböző pozíciókban, és megvizsgáljuk az abszorpciós csíkokat. Emellett a probléma elméleti elemzésére is sor kerül a geometriai diffrakcióelmélet módszerével.

Az antenna távoli sugárzási mintázata P2F-23-NXA lineáris magnitúdó – poláris diagram

Rizs. 7. DN antenna P2F-23-NXA csíkok nélkül és csíkokkal

Antenna összehasonlító paraméterek

Oldallebeny szint

Elméleti minta (Ma11a program) minta a műszaki dokumentáció szerint 18 dB 15 dB

Mért minta csíkok nélkül 12,43 dB

Mért minta csíkokkal Többútvonalas Többutas nélkül

A főlebeny szélessége D D fokban, dB

Elméleti DN (Ma^ab program) 16 161,45 22,07

DN a műszaki dokumentációhoz 16 161,45 22,07

Mért minta csíkok nélkül 14.210.475 23.23

Mért minta csíkokkal 14.210.475 23.23

Irodalom

1. Balanis. C Antenna elmélet. 3. kiadás Wiley 2005.

2. IEEE szabványos vizsgálati eljárások antennákhoz IEEE Std. 149 - 1965.

3. http://www.thefreedictionary.com/lobe

4. Searle AD., Humphrey AT. Alacsony oldalkaréjú reflektor antenna kialakítás. Antennas and Propagation, 10. nemzetközi konferencia (Conf. Publ. No. 436), 1. kötet, 1997. április 14-17. Oldalszám(ok):17-20.1. Letöltve 2008. január 26-án IEEE adatbázisokból.

5. Schrank H. Alacsony oldalkaréjú reflektorantennák. Antennas and Propagation Society Newsletter, IEEE 27. kötet, 2. szám, 1985. április Oldalszám(ok): 5–16. Letöltve 2008. január 26-án IEEE adatbázisokból.

6. Satoh T. shizuo Endo, Matsunaka N., Betsudan Si, Katagi T, Ebisui T. Sidelobe szint csökkentése a rugóstag alakjának javításával. Antennas and Propagation, IEEE Transactions on Volume 32, Issue 7, Jul 1984 Page(s):698 - 705. Letöltve 2008. január 26-án IEEE adatbázisokból.

7. D. C. Jenn és W. V. T. Rusch. "Alacsony oldalkaréjú reflektor kialakítás rezisztív felületekkel": IEEE Antennas Propagat., Soc./URSI Int. Symp. Dig., vol. Én, May

1990, p. 152. Letöltve 2008. január 26-án IEEE adatbázisokból.

8. D. C. Jenn és W. V. T. Rusch. "Alacsony oldalkaréjú reflektor szintézis és rezisztív felületeket használó tervezés" IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. 39. o. 1372, szept.

1991. Letöltve 2008. január 26-án IEEE adatbázisokból.

9. Monk A.D. és Cjamlcoals P.J.B. Adaptív nullalakítás újrakonfigurálható reflektorantennával, IEEE Proc. H, 1995, 142, (3), pp. 220-224. Letöltve 2008. január 26-án IEEE adatbázisokból.

10. Lam P., Shung-Wu Lee, Lang K, Chang D. A parabolikus reflektor oldalsó redukciója segédreflektorokkal. Antennák és terjedés, IEEE-tranzakciók bekapcsolva. 35. évfolyam, 12. szám, 1987. december Oldalszám(ok):1367-1374. Letöltve 2008. január 26-án IEEE adatbázisokból.