Antena niezależnie od konstrukcji ma właściwość odwracalności (może pracować zarówno w trybie odbioru, jak i emisji). Często w torach przekaźników radiowych ta sama antena może być podłączona jednocześnie do odbiornika i nadajnika. Dzięki temu sygnał może być emitowany i odbierany w tym samym kierunku na różnych częstotliwościach.

Prawie wszystkie parametry anteny odbiorczej odpowiadają parametrom anteny nadawczej, ale czasami mają nieco inne znaczenie fizyczne.

Pomimo tego, że anteny odbiorcze i nadawcze działają na zasadzie dualności, pod względem konstrukcyjnym mogą się znacznie różnić. Wynika to z faktu, że antena nadawcza musi przepuszczać przez siebie znaczne moce, aby transmitować sygnał elektromagnetyczny na duże (maksymalne możliwe) odległości. Jeżeli antena pracuje przy odbiorze, wówczas oddziałuje z polami o bardzo małym natężeniu. Rodzaj konstrukcji anteny przewodzącej prąd często determinuje jej ostateczne wymiary.

Być może główną cechą każdej anteny jest jej charakterystyka promieniowania. Oznacza to wiele parametrów pomocniczych i tak ważnych charakterystyk energetycznych, jak wzmocnienie i współczynnik kierunkowy.

Wzór kierunkowy

Charakterystyka kierunkowa (DP) to zależność natężenia pola wytwarzanego przez antenę w wystarczająco dużej odległości od kątów obserwacji w przestrzeni. Objętość schematu anteny kierunkowej może wyglądać jak pokazano na rysunku 1.

Obrazek 1

To, co pokazano na powyższym rysunku, nazywane jest również wzorem przestrzennym, który jest powierzchnią objętości i może mieć kilka maksimów. Główne maksimum, zaznaczone na rysunku na czerwono, nazywane jest głównym płatem diagramu i odpowiada kierunkowi głównego promieniowania (lub odbioru). Odpowiednio pierwsze minimalne lub (rzadziej) zerowe wartości natężenia pola wokół płatka głównego wyznaczają jego granicę. Wszystkie inne maksymalne wartości pola nazywane są listkami bocznymi.

W praktyce istnieją różne anteny, które mogą mieć kilka kierunków maksymalnego promieniowania lub mogą w ogóle nie mieć listków bocznych.

Dla wygody przedstawienia (i zastosowania technicznego) DP są one zwykle rozpatrywane w dwóch prostopadłych płaszczyznach. Z reguły są to płaszczyzny wektora elektrycznego E i wektora magnetycznego H (które w większości środowisk są do siebie prostopadłe), rysunek 2.

Rysunek 2

W niektórych przypadkach wzory są uwzględniane w płaszczyźnie pionowej i poziomej względem płaszczyzny Ziemi. Diagramy planarne są przedstawiane przy użyciu biegunowych lub kartezjańskich (prostokątnych) układów współrzędnych. We współrzędnych biegunowych diagram jest bardziej wizualny, a po nałożeniu na mapę można zorientować się w zasięgu anteny stacji radiowej, rysunek 3.

Rysunek 3

W obliczeniach inżynierskich wygodniejsze jest przedstawienie rozkładu promieniowania w prostokątnym układzie współrzędnych, taka konstrukcja jest częściej wykorzystywana do badania struktury samego układu współrzędnych. W tym celu diagramy są budowane w sposób znormalizowany, z głównym maksimum zredukowanym do jedności. Poniższy rysunek przedstawia typowy znormalizowany wzór promieniowania anteny lustrzanej.

Rysunek 4

W przypadku, gdy natężenie promieniowania bocznego jest dość małe i trudno jest zmierzyć promieniowanie boczne w skali liniowej, stosuje się skalę logarytmiczną. Jak wiadomo, decybele sprawiają, że małe wartości są duże, a duże małe, więc ten sam diagram w skali logarytmicznej wygląda jak ten poniżej:

Rysunek 5

Z samego wzoru promieniowania można wyodrębnić dość dużą liczbę cech ważnych w praktyce. Przyjrzyjmy się bliżej schematowi przedstawionemu powyżej.

Jednym z najważniejszych parametrów jest szerokość listka głównego przy zerowym promieniowaniu θ 0 i szerokość listka głównego przy połowie mocy θ 0,5. Połowa mocy odpowiada poziomowi 3 dB lub poziomowi natężenia pola 0,707.

Rysunek 6

Z rysunku 6 widać, że szerokość listka głównego przy zerowym promieniowaniu wynosi θ 0 = 5,18 stopnia, a szerokość przy połowie mocy wynosi θ 0,5 = 2,15 stopnia.

Wykresy są również oceniane na podstawie intensywności promieniowania bocznego i wstecznego (moc listków bocznych i tylnych), co implikuje dwa kolejne ważne parametry anteny - współczynnik ochronny i poziom listków bocznych.

Współczynnik działania ochronnego to stosunek natężenia pola emitowanego przez antenę w kierunku głównym do natężenia pola emitowanego w kierunku przeciwnym. Jeśli weźmiemy pod uwagę orientację głównego płata diagramu w kierunku 180 stopni, to odwrotny wynosi 0 stopni. Możliwe są dowolne inne kierunki promieniowania. Znajdźmy współczynnik działania ochronnego rozważanego diagramu. Dla przejrzystości zobrazujmy to w biegunowym układzie współrzędnych (Rysunek 7):

Rysunek 7

Na schemacie znaczniki m1, m2 przedstawiają poziomy promieniowania odpowiednio w kierunku do tyłu i do przodu. Współczynnik ochronny definiuje się jako:

W jednostkach względnych. Ta sama wartość w dB:

Poziom listka bocznego (SLL) jest zwykle podawany w dB, co pokazuje, jak słaby jest poziom promieniowania bocznego w porównaniu z poziomem listka głównego, rysunek 8.

Cyfra 8

Są to dwa ważne parametry każdego systemu antenowego, które bezpośrednio wynikają z definicji charakterystyki promieniowania. KND i KU są często mylone ze sobą. Przejdźmy do ich rozważenia.

Współczynnik kierunkowy

Współczynnik kierunkowy (DC) to stosunek kwadratu natężenia pola wytworzonego w głównym kierunku (E 0 2) do średniej wartości kwadratu natężenia pola we wszystkich kierunkach (E cf 2). Jak wynika z definicji, charakterystyka kierunkowości charakteryzuje właściwości kierunkowe anteny. Sprawność nie uwzględnia strat, ponieważ jest określana na podstawie mocy wypromieniowanej. Z powyższego można określić wzór na obliczenie współczynnika efektywności:

D=E 0 2 /E średnio 2

Jeśli antena działa do odbioru, wówczas wydajność pokazuje, ile razy poprawi się stosunek sygnału do szumu pod względem mocy po wymianie anteny kierunkowej na dookólną, jeśli zakłócenia będą dochodzić równomiernie ze wszystkich kierunków.

W przypadku anteny nadawczej współczynnik kierunkowości pokazuje, ile razy należy zmniejszyć moc promieniowania, jeśli antenę dookólną zastąpi się anteną kierunkową, przy zachowaniu tego samego natężenia pola w kierunku głównym.

Sprawność anteny absolutnie dookólnej jest oczywiście równa jedności. Fizycznie przestrzenny wzór promieniowania takiej anteny wygląda jak idealna kula:

Rysunek 9

Taka antena promieniuje równie dobrze we wszystkich kierunkach, ale w praktyce jest to niewykonalne. Jest to więc rodzaj abstrakcji matematycznej.

Osiągać

Jak wspomniano powyżej, współczynnik wydajności nie uwzględnia strat w antenie. Parametr charakteryzujący właściwości kierunkowe anteny i uwzględniający w niej straty nazywa się zyskiem.

Współczynnik wzmocnienia (GC) G to stosunek kwadratu natężenia pola wytworzonego przez antenę w kierunku głównym (E 0 2) do średniej wartości kwadratu natężenia pola (E oe 2) wytworzonego przez antenę odniesienia, o równych potęgach dostarczane do anten. Zauważamy również, że przy określaniu wzmocnienia brana jest pod uwagę wydajność anten referencyjnych i mierzonych.

Koncepcja anteny referencyjnej jest bardzo ważna dla zrozumienia wzmocnienia, a różne typy anten referencyjnych są używane w różnych pasmach częstotliwości. W zakresie fal długich/średnich standardem jest ćwierćfalowy wibrator pionowy jednobiegunowy (rys. 10).

Rysunek 10

Zatem dla takiego wibratora wzorcowego D e = 3,28 zysk anteny długo- i średniofalowej określa się poprzez wzmocnienie w następujący sposób: G = D * ŋ/3,28, gdzie ŋ jest wydajnością anteny.

W zakresie fal krótkich za antenę odniesienia przyjmuje się symetryczny wibrator półfalowy, dla którego De = 1,64, wówczas wzmocnienie wynosi:

G=D*ŋ/1,64

W zakresie mikrofal (a to prawie wszystkie nowoczesne anteny Wi-Fi, LTE i inne) za emiter odniesienia przyjmuje się emiter izotropowy dający D e = 1 i posiadający schemat przestrzenny pokazany na rysunku 9.

Zysk jest parametrem decydującym o antenach nadawczych, gdyż pokazuje, ile razy moc dostarczana do anteny kierunkowej musi zostać zmniejszona w porównaniu do anteny odniesienia, aby natężenie pola w kierunku głównym pozostało niezmienione.

KND i KU wyrażane są głównie w decybelach: 10lgD, 10lgG.

Wniosek

W związku z tym zbadaliśmy niektóre charakterystyki pola anteny, wynikające z charakterystyki promieniowania i charakterystyki energetycznej (prąd stały i wzmocnienie). Zysk anteny jest zawsze mniejszy niż współczynnik kierunkowy, ponieważ zysk uwzględnia straty w antenie. Straty mogą powstać w wyniku odbicia mocy z powrotem do przewodu zasilającego, przepływu prądów za ścianami (na przykład tuby), zacienienia schematu przez części konstrukcyjne anteny itp. W rzeczywistych systemach antenowych różnica między wzmocnieniem a wzmocnieniem może wynosić 1,5-2 dB.

Poziom listków tylnych i bocznych charakterystyki promieniowania napięcia γυ definiuje się jako stosunek pola elektromagnetycznego na zaciskach anteny podczas odbioru - od strony maksimum listka tylnego lub bocznego do pola elektromagnetycznego od strony maksimum płata głównego. Gdy antena ma kilka listków tylnych i bocznych o różnych rozmiarach, zwykle wskazuje się poziom największego płatka. Poziom listków tylnych i bocznych można również określić na podstawie mocy (γ P), podnosząc poziom listków tylnych i bocznych do kwadratu pod napięciem. Na schemacie promieniowania pokazanym na ryc. 16, listki tylne i boczne mają ten sam poziom, równy 0,13 (13%) w polu elektromagnetycznym lub 0,017 (1,7%) w mocy. Listki tylne i boczne kierunkowych anten odbiorczych telewizji zwykle mieszczą się w zakresie 0,1 ... 0,25 (napięcie).

W literaturze, opisując właściwości kierunkowe odbiorczych anten telewizyjnych, często wskazuje się poziom listków tylnych i bocznych, równy średniej arytmetycznej poziomów listków przy środkowych i skrajnych częstotliwościach kanału telewizyjnego. Załóżmy, że poziom listków (według pola elektromagnetycznego) charakterystyki anteny 3. kanału (f = 76 ... 84 MHz) wynosi: przy częstotliwościach 75 MHz - 0,18; 80 MHz - 0,1; 84 MHz - 0,23. Średni poziom płatków wyniesie (0,18+0,1+0,23)/3, czyli 0,17. Odporność anteny na zakłócenia można scharakteryzować na podstawie średniego poziomu listków tylko wtedy, gdy w paśmie częstotliwości kanału telewizyjnego nie ma ostrych „skoków” na poziomie listków, które znacznie przekraczają poziom średni.

Należy zwrócić uwagę na odporność na zakłócenia anteny o polaryzacji pionowej. Przejdźmy do wzoru promieniowania pokazanego na ryc. 16. Na tym schemacie, typowym dla anten spolaryzowanych poziomo w płaszczyźnie poziomej, listek główny jest oddzielony od listków tylnych i bocznych kierunkami zerowego odbioru. Anteny o polaryzacji pionowej (na przykład anteny „kanałowe” z wibratorami pionowymi) nie mają zerowych kierunków odbioru w płaszczyźnie poziomej. Dlatego listki tylne i boczne w tym przypadku nie są jasno określone, a odporność na zakłócenia definiuje się w praktyce jako stosunek poziomu sygnału odbieranego z kierunku do przodu do poziomu sygnału odbieranego z kierunku tylnego.

Osiągać. Im bardziej kierunkowa jest antena, tj. Im mniejszy jest kąt otwarcia listka głównego i im niższy jest poziom listków tylnych i bocznych charakterystyki promieniowania, tym większe jest pole elektromagnetyczne na zaciskach anteny.

Wyobraźmy sobie, że symetryczny wibrator półfalowy jest umieszczony w pewnym punkcie pola elektromagnetycznego, zorientowanym na maksymalny odbiór, czyli tak umiejscowionym, aby jego oś podłużna była prostopadła do kierunku nadejścia fali radiowej. Przy dopasowanym obciążeniu podłączonym do wibratora powstaje określone napięcie Ui, zależne od natężenia pola w punkcie odbiorczym. Połóżmy to dalej! w tym samym punkcie pola, zamiast wibratora półfalowego, antenę o większej kierunkowości zorientowaną na maksymalny odbiór, na przykład antenę typu „kanał falowy”, której wzór kierunkowy pokazano na ryc. 16. Załóżmy, że ta antena ma takie samo obciążenie jak wibrator półfalowy i jest do niej dopasowana. Ponieważ antena „kanałowa falowego” jest bardziej kierunkowa niż wibrator półfalowy, napięcie na jej obciążeniu U2 będzie większe. Stosunek napięcia U 2 /’Ui to wzmocnienie napięciowe Ki anteny czteroelementowej lub, jak to się nazywa, „pola”.

Zatem wzmocnienie napięcia lub „pola” anteny można zdefiniować jako stosunek napięcia wytworzonego przez antenę przy dopasowanym obciążeniu do napięcia wytworzonego przy tym samym obciążeniu przez dopasowany do niej wibrator półfalowy. Uważa się, że obie anteny znajdują się w tym samym punkcie pola elektromagnetycznego i są zorientowane w kierunku maksymalnego odbioru. Często stosowana jest również koncepcja wzmocnienia mocy Kp, która jest równa kwadratowi wzmocnienia napięcia (K P = Ki 2).

Przy określaniu zysku należy podkreślić dwa punkty. Po pierwsze, aby porównać anteny o różnych konstrukcjach, każdą z nich porównuje się z tą samą anteną - wibratorem półfalowym, który jest uważany za antenę referencyjną. Po drugie, aby w praktyce uzyskać przyrost napięcia lub mocy określony przez wzmocnienie, należy ustawić antenę w stronę maksimum odbieranego sygnału, czyli tak, aby maksimum listka głównego charakterystyki promieniowania było zorientowane w kierunku przybycie fali radiowej. Zysk zależy od typu i konstrukcji anteny. Dla wyjaśnienia zwróćmy się do anteny typu „kanał falowy”. Zysk tej anteny wzrasta wraz z liczbą reżyserów. Antena czteroelementowa (reflektor, aktywny wibrator i dwa reżyserki) ma wzmocnienie napięciowe 2; siedmioelementowy (reflektor, aktywny wibrator i pięć reżyserów) - 2,7. Oznacza to, że zamiast półfali

wibrator wykorzystuje antenę czteroelementową), wówczas napięcie na wejściu odbiornika telewizyjnego wzrośnie 2 razy (moc 4 razy), a antena siedmioelementowa 2,7 razy (moc 7,3 razy).

Wartość zysku anteny podawana jest w literaturze albo w odniesieniu do wibratora półfalowego, albo w odniesieniu do tzw. emitera izotropowego. Promiennik izotropowy to wyimaginowana antena, która zupełnie nie ma właściwości kierunkowych, a przestrzenny wzór promieniowania ma odpowiadający kształt kuli. Emitery izotropowe w naturze nie istnieją, a taki emiter jest po prostu wygodnym standardem, za pomocą którego można porównać właściwości kierunkowe różnych anten. Obliczone wzmocnienie napięcia wibratora półfalowego względem emitera izotropowego wynosi 1,28 (2,15 dB). Dlatego jeśli znane jest wzmocnienie napięciowe dowolnej anteny względem emitera izotropowego, należy je podzielić przez 1,28. uzyskujemy zysk tej anteny względem wibratora półfalowego. Jeżeli wzmocnienie w stosunku do przetwornika izotropowego jest określone w decybelach, to aby określić wzmocnienie w odniesieniu do wibratora półfalowego, odejmij 2,15 dB. Na przykład wzmocnienie napięciowe anteny względem emitera izotropowego wynosi 2,5 (8 dB). Wtedy zysk tej samej anteny względem wibratora półfalowego wyniesie 2,5/1,28, czyli 1,95^, a w decybelach 8-2,15 = 5,85 dB.

Oczywiście rzeczywiste wzmocnienie poziomu sygnału na wejściu telewizora, podawane przez tę czy inną antenę, nie zależy od tego, w odniesieniu do której anteny odniesienia - wibratora półfalowego czy emitera izotropowego - określa się wzmocnienie. W tej książce wartości wzmocnienia podano w odniesieniu do wibratora półfalowego.

W literaturze właściwości kierunkowe anten często ocenia się za pomocą współczynnika kierunkowości, który reprezentuje wzmocnienie mocy sygnału w obciążeniu, pod warunkiem, że antena nie ma strat. Współczynnik kierunkowy jest powiązany ze wzmocnieniem mocy Kr zależnością

Jeśli mierzysz napięcie na wejściu odbiornika, możesz użyć tego samego wzoru do określenia natężenia pola w miejscu odbioru.

GOST R 50867-96

Grupa E58

STANDARD PAŃSTWOWY FEDERACJI ROSYJSKIEJ

ANTENY DO LINII ŁĄCZNOŚCI PRZEKAŹNIKÓW RADIOWYCH

Klasyfikacja i ogólne wymagania techniczne

Anteny mikrofalowych linii telekomunikacyjnych.
Klasyfikacja i główne wymagania techniczne

OKS 33.060.20
OKSTU 6577

Data wprowadzenia 1997-01-01

Przedmowa

1 OPRACOWANE I WPROWADZONE przez Ministerstwo Łączności Federacji Rosyjskiej

2 PRZYJĘTE I WESZŁE W ŻYCIE uchwałą Państwowego Standardu Rosji z dnia 21 marca 1996 r. N 193

3 WPROWADZONE PO RAZ PIERWSZY

1 OBSZAR ZASTOSOWANIA

1 OBSZAR ZASTOSOWANIA

Niniejsza norma dotyczy anten radiowych linii przekaźnikowych (RRL) przeznaczonych do odbioru (nadawania) energii elektromagnetycznej w zakresach częstotliwości przeznaczonych dla RRL.

Norma ustala ogólne wymagania techniczne dotyczące zakresu parametrów elektrycznych i konstrukcji anten RRL oraz określa metody pomiaru parametrów elektrycznych.

2 ODNIESIENIA DO PRZEPISÓW

3 DEFINICJE

Na potrzeby niniejszego standardu mają zastosowanie następujące terminy i odpowiadające im definicje.

3.1 ZAKRES CZĘSTOTLIWOŚCI PRACY – pasmo ograniczone górną i dolną częstotliwością pracy, w którym określone parametry elektryczne anteny pozostają niezmienione lub zmieniają się w dopuszczalnych granicach.

3.2 DZIAŁANIE OCHRONNE - zmniejszenie sygnału odbieranego przez antenę z kierunku przeciwnego do głównego lub w określonym sektorze kątów w porównaniu z tym samym sygnałem odbieranym w kierunku głównym.

3.3 GWARANTOWANY SCHEMAT KIERUNKOWY - obwiednia wartości szczytowych listków rzeczywistego charakterystyki promieniowania.

Uwaga - Dopuszczalne jest przekroczenie poziomu gwarantowanej charakterystyki promieniowania o nie więcej niż 3 dB i nie więcej niż o 10% wartości szczytowych listków bocznych rzeczywistej charakterystyki promieniowania.

3.4 WZGLĘDNE DZIAŁANIE OCHRONNE - działanie ochronne zredukowane do poziomu promieniowania anteny izotropowej.

3.5 Pozostałe warunki są zgodne z GOST 24375.

4 KLASYFIKACJA

4.1 W zależności od liczby zwierciadeł zastosowanych w obwodzie anteny dzielą się na pojedyncze zwierciadło, składające się ze zwierciadła głównego i zasilania, podwójne zwierciadło, składające się z zwierciadła głównego i pomocniczego oraz zasilania oraz zwierciadło wielokrotne, składające się z zwierciadła głównego i dwóch lub więcej lusterek pomocniczych oraz zasilania.

4.2. Ze względu na lokalizację zasilania anteny dzielą się na osiowosymetryczne, gdy system zasilania znajduje się wzdłuż osi ogniskowej w środku otworu anteny, i nieosiowosymetryczne (ze zdalnym zasilaniem), gdy system zasilania jest przesunięty względem siebie do środka otworu anteny.

4.3 Ze względu na liczbę pasm roboczych anteny dzielą się na jedno-, dwu- i wielopasmowe.

4.4 W oparciu o wskaźniki jakości (głównie pod względem odporności na zakłócenia) anteny, zgodnie z międzynarodową klasyfikacją, dzielą się na trzy główne kategorie - standardowe, wysokiej jakości i bardzo wysokiej jakości.

Uwaga - Oprócz wymienionych głównych kategorii istnieją kategorie anten, które zostały ulepszone pod względem jednego z parametrów.

4,5. Ze względu na liczbę polaryzacji roboczych anteny dzieli się na anteny o pojedynczej polaryzacji, działające na jednej polaryzacji, i dwupolaryzacyjne, działające na dwóch polaryzacjach.

4.6 Ze względu na liczbę kierunków działania anteny dzielą się na jednowiązkowe, działające w jednym kierunku i rozmieszczone kątowo, działające w dwóch lub więcej kierunkach.

5 WYMAGANIA TECHNICZNE

5.1 Wymagania ogólne

Anteny muszą spełniać wymagania niniejszej normy oraz specyfikacje dla konkretnego typu anteny.

5.2 Wymagania elektryczne

5.2.1 Podczas opracowywania, konstruowania i produkcji anten należy ujednolicić następujące parametry elektryczne:

- zakres częstotliwości roboczej;

- charakterystyka polaryzacyjna;

- osiągać;

- wskaźnik dopasowania anteny do toru zasilającego;

- szerokość listka głównego przy połowie mocy;

- szerokość listka głównego w zerach lub na poziomie minus 15 lub minus 20 dB;

- poziom pierwszego płata bocznego;

- działanie ochronne;

- poziom maksimów polaryzacji krzyżowej lub maksymalny poziom promieniowania polaryzacji krzyżowej w danym sektorze przestrzennym kątów w pobliżu kierunku promieniowania głównego;

- poziom promieniowania bocznego w okrągłym lub określonym sektorze kątów.

Uwaga - Podane parametry podlegają kontroli podczas badań certyfikacyjnych anten.

5.2.2 Zasięg działania konkretnej anteny RRL musi odpowiadać zasięgowi działania systemu łączności radiowej, w którym antena ma pracować*.
______________
* Zasięg działania systemu łączności radiowej ustala się zgodnie z Międzynarodowymi przepisami dotyczącymi łączności radiowej, rosyjską tabelą podziału pasm częstotliwości między służbami oraz odpowiednimi decyzjami Państwowego Komitetu ds. Częstotliwości Radiowych Rosji.


Szerokość pasma roboczego jest ograniczona dolną i górną częstotliwością.

5.2.3 Polaryzacja anten RRL musi być liniowa, pozioma i/lub pionowa.

Uwaga - W razie potrzeby dopuszczalna jest praca w polaryzacji obrotowej.

5.2.4 Zysk anteny należy ustawić na jedną (średnią) lub trzy (skrajną i średnią) częstotliwość zakresu roboczego lub w postaci minimalnej dopuszczalnej wartości w całym zakresie roboczym, w razie potrzeby oddzielonym polaryzacją.

Wzmocnienie należy podać w decybelach.

5.2.5 Wskaźnik dopasowania anteny do toru zasilającego należy określić poprzez współczynnik fali stojącej napięcia (VSWR) w postaci maksymalnej dopuszczalnej wartości w zakresie roboczym, w razie potrzeby oddzielonej polaryzacją.

Uwaga - Istnieje możliwość ustawienia wskaźnika dopasowania w postaci współczynnika odbicia.

5.2.6 Szerokość listka głównego przy połowie mocy należy ustawić na jedną (średnią) lub trzy (skrajną i środkową) częstotliwość zakresu roboczego, w razie potrzeby oddzieloną płaszczyzną i polaryzacją.

Uwaga - W razie potrzeby ustaw szerokość listka głównego i zera lub poziom minus 15 lub minus 20 dB.

5.2.7 Poziom pierwszego listka bocznego należy określić jako największą dopuszczalną wartość w zakresie roboczym, w razie potrzeby oddzieloną płaszczyzną i polaryzacją.

5.2.8 Działanie ochronne anteny należy określić jako minimalną dopuszczalną wartość w zakresie roboczym, w razie potrzeby oddzieloną płaszczyzną i polaryzacją.

5.2.9 Należy określić poziom maksimów polaryzacji krzyżowej lub poziom promieniowania polaryzacji krzyżowej w danym sektorze przestrzennym kątów w pobliżu kierunku promieniowania głównego, jako wartość maksymalną dopuszczalną w zakresie eksploatacyjnym, w razie potrzeby wyodrębnioną, płaszczyzną i polaryzacją.

5.2.10 Poziom promieniowania bocznego należy określić w formie gwarantowanych wzorów (polaryzacja główna i polaryzacja krzyżowa) jednocześnie dla obu polaryzacji lub z separacją polaryzacją w poziomie lub w poziomie i w pionie, lub w kilku najbardziej charakterystycznych płaszczyznach.

5.2.11 Określa się poziom pierwszego listka bocznego, poziom maksimów polaryzacji krzyżowej (lub poziom promieniowania polaryzacji krzyżowej w danym sektorze przestrzennym kątów w pobliżu kierunku promieniowania głównego) oraz poziom promieniowania bocznego w decybelach w stosunku do poziomu promieniowania w głównym kierunku.

5.2.12 Rozdzielenie parametrów według płaszczyzn (główne to pozioma i pionowa) oraz polaryzacji (płaszczyzny i ) stosuje się w przypadku, gdy różnica wartości parametrów przekracza określoną dokładność.

5.2.13 Oprócz głównych parametrów określonych w 5.2.1 można ustawić parametry pochodne – współczynnik wykorzystania powierzchni otworu i względny efekt ochronny.

5.2.14 Jeżeli w antenie znajdują się dodatkowe elementy - przejścia falowodowe, zakręty, osłony odporne na warunki atmosferyczne itp., wpływające na parametry elektryczne, wartość każdego z parametrów elektrycznych należy ustalić z uwzględnieniem ich wpływu, jeżeli elementy te tworzą integralna część anteny, jeżeli w zależności od włączenia dodatkowych elementów istnieje kilka wersji anteny, wówczas wartości wszystkich lub tylko parametrów zależnych od wersji anteny należy podać oddzielnie dla każdej wersji.

5.2.15 Normy dotyczące parametrów elektrycznych anten ustala się przy projektowaniu konkretnych systemów radiokomunikacji przekaźnikowej, w zależności od długości przęseł RRL, warunków propagacji i parametrów zastosowanego sprzętu (moc nadajnika, czułość odbiornika itp.), celu łączności systemów (szkieletowych, strefowych), liczby kanałów (wielokanałowe lub wielokanałowe), zastosowanego sposobu modulacji (analogowa lub cyfrowa), wymagań dotyczących kompatybilności elektromagnetycznej itp. i są wskazane w specyfikacjach technicznych dla konkretnego typu anteny.

5.2.16 Przybliżone wartości głównych parametrów anten stosowanych w RRL podano w dodatku A.

5.2.17 Ogólne wymagania dotyczące pomiarów parametrów anteny podano w Załączniku B.

5.3 Wymagania projektowe

5.3.1 Projekt anteny musi uwzględniać lustro, zasilacz i elementy do mocowania anteny do konstrukcji nośnej.

Uwaga - Antena może zawierać stojak i urządzenie regulujące.

5.3.2 Należy zminimalizować ciężar i gabaryty anteny.

5.3.3 Kierunek wyjścia falowodu zasilania (poziomy, pionowy, nachylony) należy ustawić w zależności od parametrów projektowych systemu jako całości.

5.3.4 Wyjście zasilacza musi mieć standardowy rozmiar i złącze zapewniające połączenie z odpowiednimi elementami toru podajnika lub sprzętem przekaźnika radiowego. Wymagania dotyczące wydajności zasilania są określone w specyfikacjach technicznych konkretnego typu anteny.

5.3.5 Ścieżkę falowodu zasilania, jeżeli zajdzie taka potrzeba, należy uszczelnić i poddać próbie pod nadciśnieniem powietrza określonym w specyfikacjach technicznych dla danego typu anteny.

5.3.6 Konstrukcja anteny musi zapewniać wytrzymałość mechaniczną i standardy parametrów elektrycznych określone w specyfikacjach technicznych podczas pracy anteny w określonych regionach klimatycznych na danej wysokości montażu.

5.3.7 Antena musi zachowywać parametry elektryczne określone w specyfikacjach technicznych i nie może posiadać uszkodzeń mechanicznych po badaniach transportowych określonych w specyfikacjach technicznych dla danego typu anteny.

5.3.8 Żywotność anteny, o ile warunki szczególne nie stanowią inaczej, musi wynosić co najmniej 20 lat.

5.3.9 Wymagania dotyczące oznakowania i pakowania muszą być określone w specyfikacjach technicznych dla konkretnego typu anteny.

5.3.10 Konstrukcja anteny musi być wyposażona w otwór do chwytania ładunku, umożliwiający jej podnoszenie, opuszczanie i utrzymywanie w zawieszeniu podczas prac instalacyjnych i naprawczych.

5.3.11 Przy projektowaniu anten nieosiowosymetrycznych wskazane jest uwzględnienie możliwości ich wizualnej regulacji.

5.3.12 Elementy konstrukcji anteny nie mogą posiadać ostrych krawędzi, narożników ani powierzchni stwarzających źródło zagrożenia, za wyjątkiem przypadków określonych w dokumentacji projektowej.

5.3.13 Konstrukcja anteny musi zapewniać wygodny dostęp do elementów wymagających szczególnego monitorowania lub wymiany podczas pracy.

5.3.14 Maksymalną dopuszczalną wysokość montażu anteny ustala się w zależności od wymagań systemu, w którym ma ona pracować.

5.3.15 W przypadku braku specjalnych wymagań, anteny muszą być zaprojektowane do pracy w V rejonach wiatru, IV śniegu i lodu w temperaturach otoczenia od minus 50 do +50 °C i wilgotności 100% w temperaturze +25 °C.

5.4 Wymagania dotyczące kompatybilności elektromagnetycznej, bezpieczeństwa środowiskowego i bezpieczeństwa elektrycznego

5.4.1 Poziom promieniowania bocznego anten nowo opracowywanych, modernizowanych i kupowanych za granicą, decydujący o kompatybilności elektromagnetycznej systemów łączności, musi odpowiadać wymaganiom podanym w Załączniku B.

5.4.2 Wymagania dotyczące bezpieczeństwa środowiskowego i bezpieczeństwa elektrycznego określają specyfikacje techniczne dla danego typu urządzeń przekaźnikowych.

ZAŁĄCZNIK A (w celach informacyjnych). SZACUNKOWE WARTOŚCI GŁÓWNYCH PARAMETRÓW ANTEN OBECNIE STOSOWANYCH W RRL

ZAŁĄCZNIK A
(informacyjny)

A.1 Zysk anten RRL waha się od 20 do 50 dB.

Uwaga - W razie potrzeby można zastosować anteny o niższych i wyższych wartościach wzmocnienia.

A.2 VSWR anten stosowanych do pracy w radiowych systemach szkieletowych o dużej przepustowości oraz w systemach o rozszerzonej drodze falowodowej mieści się w przedziale od 1,04 do 1,08.

VSWR anten stosowanych do pracy w systemach strefowych oraz systemach, które nie posiadają rozszerzonej ścieżki falowodowej (urządzenia podłączane są bezpośrednio do wejścia antenowego) waha się w granicach od 1,15 do 1,4.

Uwaga - Zaleca się stosowanie anten o niskich wartościach VSWR m.in. i poniżej określonych dolnych limitów.

A.3 Szerokość listka głównego na poziomie połowy mocy jednowiązkowych wysoce kierunkowych anten RRL waha się od ułamków stopnia do kilku stopni.

A.4 Poziom promieniowania bocznego anten RRL odpowiada wzorcom promieniowania odniesienia podanym w Załączniku B.

A.5 Względny efekt ochronny standardowych anten wynosi od 0 do 10 dB, wysokiej jakości - od 10 do 20 dB, bardzo wysokiej jakości - od 20 do 40 dB.

Uwaga - Zaleca się stosowanie anten o większym działaniu ochronnym.

A.6 Poziom pierwszego listka bocznego wynosi od minus 15 do minus 30 dB.

Uwaga - Zaleca się stosowanie anten o niskim poziomie pierwszego listka bocznego, m.in. i poniżej określonej dolnej granicy.

A.7 Poziom maksimów polaryzacji krzyżowej (lub poziom promieniowania polaryzacji krzyżowej w danym sektorze przestrzennym kątów w pobliżu kierunku promieniowania głównego) waha się od minus 15 do minus 30 dB, a przy jednoczesnej pracy na dwóch polaryzacjach - od minus 30 do minus 35 dB.

Uwaga - Zaleca się stosowanie anten o niskich szczytach polaryzacji krzyżowej.

A.8 Współczynnik wykorzystania powierzchni otwarcia anten RRL waha się od 0,4 do 0,7 (od 40 do 70%).

Uwaga - Zaleca się stosowanie anten o wysokim współczynniku wykorzystania, m.in. i więcej niż górna granica określona powyżej.

ZAŁĄCZNIK B (zalecany). OGÓLNE WYMAGANIA DOTYCZĄCE POMIARÓW PARAMETRÓW ANTENY

B.1 Pomiary anten przeprowadza się na specjalnie wyposażonym stanowisku badawczym lub w komorach bezechowych pokrytych specjalnym materiałem pochłaniającym. Miejsce i sposób pomiarów dobiera się uwzględniając wymaganą dokładność określenia wartości mierzonych parametrów w zakresie częstotliwości roboczej.

B.2 Dokonując pomiarów, o ile nie określono inaczej w specyfikacjach technicznych anteny danego typu, należy zastosować standardowe obwody pomiarowe i standardowy sprzęt pomiarowy, aby zapewnić niezbędną dokładność mierzonych wartości w zakresie częstotliwości roboczej.

B.3 Przykłady typowych schematów pomiaru charakterystyki promieniowania i wzmocnienia pokazano na rysunkach B.1-B.3.

Uwaga - Dopuszcza się stosowanie innych obwodów i metod pomiaru parametrów elektrycznych zapewniających dokładność pomiaru określoną w specyfikacjach technicznych danego typu anteny.

B.4 Pomiarowi bezpośredniemu podlegają następujące parametry:

- osiągać;

- współczynnik fali stojącej;

- wzorce kierunkowe (polaryzacja główna i krzyżowa).

Rysunek B.1 – Schemat blokowy pomiaru wzorców promieniowania (pomiar

Audycja

1 - generator; 2, 8 - kabel wysokiej częstotliwości; 3, 7, 9 - przejście współosiowo-falowodowe; 4 - zawór ferrytowy; 5 - tłumik pomiarowy (polaryzacyjny); 6 - tłumik odsprzęgający; 10 - przejście falowodu z przekroju okrągłego na prostokątny; 11 - antena pomocnicza (nadawcza).

Przyjęcie

12 - testowana antena; 13 - przejście falowodu z przekroju okrągłego na prostokątny; 14 - przejście współosiowo-falowodowe; 15 - kabel wysokiej częstotliwości; 16 - odbiornik pomiarowy; 17, 19 - kabel niskiej częstotliwości; 18 - wzmacniacz; 20 - rejestrator.

Notatki

Rysunek B.1 – Schemat blokowy pomiaru wzorców promieniowania (pomiar
tłumiki znajdują się na przekładni)

Rysunek B.2 - Schemat blokowy pomiaru charakterystyki promieniowania (tłumiki pomiarowe znajdują się w recepcji)

Audycja

1 - generator; 2 - kabel wysokiej częstotliwości; 3 - przejście współosiowo-falowodowe; 4 - przejście falowodu z przekroju okrągłego na prostokątny; 5 - antena pomocnicza (nadawcza).

Przyjęcie

6 - testowana antena; 7 - przejście falowodu z przekroju okrągłego na prostokątny; 8, 10 - tłumik odsprzęgający; 9 - tłumik pomiarowy (polaryzacyjny); 11 - sekcja detektorów; 12, 14 - kabel niskiej częstotliwości; 13 - wzmacniacz niskiej częstotliwości; 15 - rejestrator.

Notatki

1 W przypadku korzystania ze ścieżki falowodu z elastycznymi wkładkami falowodu oraz sprzętu nadawczo-odbiorczego z wejściami (wyjściami) falowodu, przejścia falowodu o wysokiej częstotliwości i współosiowe są wykluczone z obwodu.

2 Jeżeli wyjście falowodu zasilania ma przekrój prostokątny, nie stosuje się przejść falowodu z przekroju okrągłego na prostokątny.

Rysunek B.2 – Schemat blokowy pomiaru wzorców promieniowania (pomiar
tłumiki znajdują się w recepcji)

Rysunek B.Z - Schemat blokowy pomiaru wzmocnienia (tłumiki pomiarowe znajdują się na przekładni)

Audycja

1 - generator; 2, 8 - kabel wysokiej częstotliwości; 3, 7, 9 - przejście współosiowo-falowodowe; 4 - zawór ferrytowy; 5 - tłumik pomiarowy (polaryzacyjny); 6 - tłumik odsprzęgający; 10 - przejście falowodu z przekroju okrągłego na prostokątny; 11 - antena pomocnicza (nadawcza).

Przyjęcie

12 - testowana antena; 13, 15 - przejście falowodu z przekroju okrągłego na prostokątny; 14 - antena pomiarowa (odniesienia); 16 - tłumik odsprzęgający; 17 - sekcja pomiarowa; 18 - kabel niskiej częstotliwości; 19 - wzmacniacz niskiej częstotliwości.

Notatki

1 W przypadku korzystania ze ścieżki falowodu z elastycznymi wkładkami falowodu oraz sprzętu nadawczo-odbiorczego z wejściami (wyjściami) falowodu, przejścia falowodu o wysokiej częstotliwości i współosiowe są wykluczone z obwodu.

2 Jeżeli wyjście falowodu zasilania ma przekrój prostokątny, nie stosuje się przejść falowodu z przekroju okrągłego na prostokątny.

Rysunek B.Z - Schemat blokowy pomiaru wzmocnienia (pomiar
tłumiki znajdują się na przekładni)

B.5 Korzystając z głównych wzorców promieniowania, szerokość listka głównego określa się przy połowie poziomu mocy i zerach (lub na poziomie minus 15 lub minus 20 dB), poziomie pierwszego listka bocznego, poziomie boku promieniowania i gwarantowane wzorce promieniowania przy głównej polaryzacji.

B.6 Wykorzystując charakterystykę promieniowania polaryzacji krzyżowej, poziom maksimów polaryzacji krzyżowej i/lub poziom promieniowania polaryzacji krzyżowej w danym sektorze przestrzennym kątów w pobliżu kierunku promieniowania głównego, poziom promieniowania bocznego i gwarantowany poziom promieniowania - określane są wzorce promieniowania polaryzacyjnego.

B.7 Pośrednio wyznacza się następujące parametry:

- działanie ochronne;

- współczynnik wykorzystania powierzchni otwarcia;

- względny efekt ochronny.

B.8 Zakres pomiarów określa specyfikacja techniczna dla danego typu anteny.

B.9 Metody pomiaru anten określonego typu muszą być określone w specyfikacjach technicznych anteny określonego typu.

ZAŁĄCZNIK B (zalecany). SCHEMATY DYREKTYWNE REFERENCYJNE ANTEN RADIOWYCH SYSTEMÓW PRZEKAŹNIKÓW WIDOCZNOŚCI

B.1 Referencyjne wzorce promieniowania zgodne z Zaleceniem* są stosowane w przypadku braku rzeczywistych wzorców promieniowania w celu rozwiązania problemów związanych z kompatybilnością elektromagnetyczną, a mianowicie:

- podczas wstępnego badania zagadnień eliminacji źródeł zakłóceń w strefie koordynacyjnej;

- przy ponownym wykorzystaniu częstotliwości radiowych w radiowej sieci przekaźnikowej, gdy te same częstotliwości radiowe mogą być wielokrotnie wykorzystywane albo na obszarach znacznie od siebie odległych, albo na odcinkach linii rozchodzących się od jednej stacji w różnych kierunkach, albo na jednym obszarze przy zastosowaniu polaryzacji krzyżowej .
______________
* Ponieważ Zgromadzenie ITU zmienia Zalecenie 699, należy stosować jego nowsze wydania, biorąc pod uwagę najnowsze osiągnięcia w dziedzinie projektowania i budowy anten po 1994 roku.

B.2 Wzory promieniowania wzorcowego stanowią obwiednie wierzchołków listków rzeczywistych wzorców promieniowania najbardziej typowych i najczęściej stosowanych (w momencie przyjęcia ostatniego wydania powyższej rekomendacji) anten przekaźnika radiowego w zasięgu wzroku przy czym zakłada się, że niewielki procent pików listków bocznych rzeczywistych wzorców promieniowania może przekroczyć poziom ograniczony na wykresie referencyjnym.

B.3 Referencyjne charakterystyki promieniowania nie mogą służyć deweloperom i potencjalnym konsumentom jako maksymalna dopuszczalna wartość, ograniczając poziom promieniowania bocznego od dołu lub od góry, mogą jednak stanowić dla nich wytyczną przy ocenie jakości nowo opracowanego lub zakupionego sprzętu antenowego w stosunku do pewnego średniego poziomu światowego.

B.4 Aby zwiększyć przepustowość, zaleca się stosowanie anten o lepszych (w porównaniu do referencyjnych) charakterystykach promieniowania.

Uwaga - Można także zastosować anteny o gorszych charakterystykach promieniowania (w tym przypadku przy rozwiązywaniu problemów kompatybilności elektromagnetycznej należy stosować wyłącznie rzeczywiste charakterystyki promieniowania).

B.5 Zgodnie z decyzją Zgromadzenia Radiokomunikacyjnego ITU (Zalecenie), w przypadku braku szczegółowych informacji o układzie anteny, w zakresie częstotliwości 1–40 GHz należy stosować poniższe wzorce odniesienia.

B.5.1 W przypadku, gdy stosunek średnicy anteny przekaźnika radiowego do długości fali roboczej należy zastosować wyrażenie

gdzie jest wzmocnieniem w stosunku do anteny promieniującej izotropowo;

- kąt odchylenia od osi;

- wzmocnienie płatka głównego względem anteny promieniującej izotropowo, dB;

oraz - średnicę anteny i długość fali, wyrażone w tych samych jednostkach;

- zysk pierwszego płata

Idealnie, wiązka skierowana przez antenę na satelitę powinna mieć kształt ostrego ołówka. Niestety, ponieważ długości fal w tym przypadku są małe w porównaniu z aperturą (średnicą) anteny, stały punkt ogniskowy nie jest zbyt dokładny. Powoduje to niewielką rozbieżność wiązki głównej i niepożądane przechwytywanie sygnałów pozaosiowych. Powstały wzór biegunowy składa się z wąskiej wiązki zwanej główny płatek oraz szereg listków bocznych o mniejszej amplitudzie.

Typowy wzór promieniowania parabolicznego
reflektor w biegunowym układzie współrzędnych

Ponieważ diagram biegunowy jest często trudny do interpretacji, preferowany jest prostokątny układ współrzędnych. Znormalizowaną teoretyczną charakterystykę sygnału dla równomiernie napromieniowanej anteny o średnicy 65 cm przy częstotliwości 11 GHz pokazano na rysunku:

Faktycznie wymienione powyżej czynniki będą przyczyniać się do wprowadzenia nieprawidłowości w tę cechę, ale ogólny obraz ukazanej zależności pozostanie niezmieniony.

Szum tła przedostaje się do systemu antenowego głównie przez listki boczne, dlatego konieczne jest, aby były one jak najmniejsze w stosunku do amplitudy listka głównego. Jednolicie napromieniowana antena teoretycznie wytwarza pierwszy i największy z tych listków bocznych o około -17,6 dB poniżej maksymalnej wartości listka głównego.

W praktyce napromieniowanie rzadko jest równomierne. Dokładność rozkładu promieniowania zależy od rodzaju zainstalowanego naświetlacza. To prowadzi nas do koncepcji efektywnego obszaru lub wydajności systemu antenowego. Innymi słowy, większość mocy sygnału jest zbierana ze środkowej części zwierciadła i maleje w kierunku zewnętrznych krawędzi anteny. Dlatego słabe otwarcie reflektora anteny może służyć jako ochrona przed hałasem otoczenia.

Częściowe (niewystarczające) napromieniowanie zwierciadła zmniejsza poziom pierwszego listka bocznego do poziomu poniżej -20 dB, redukując w ten sposób wpływ szumu tła. Rozwiązanie to na pierwszy rzut oka wydaje się idealne, jednak prowadzi do niepożądanych konsekwencji – zmniejszenia zysku anteny i odpowiedniego zwiększenia szerokości wiązki (listka głównego). Główną cechą charakterystyki promieniowania anteny jest jej szerokość przy połowie poziomu mocy, która jest obliczana jako szerokość głównego listka charakterystyki na poziomie -3 dB. Równania używane do obliczania szerokości wiązki na dowolnym poziomie listka głównego są dość złożone i czasochłonne. Jednakże parametry takie jak szerokość listka głównego przy -3 dB, amplituda pierwszego listka bocznego i położenie pierwszego zera (karbu), w zależności od zainstalowanej metody napromieniania, można łatwo obliczyć za pomocą wyrażeń podanych w stół poniżej. Rozkład cosinus jest zbliżony do średniej i jeśli otrzymany tryb napromieniowania nie jest znany, można go zastosować jako pierwsze przybliżenie przy obliczaniu szerokości wiązki -3 dB.

Obniżenie poziomu listków bocznych anten lustrzanych poprzez umieszczenie metalowych pasków w aperturze

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

Uniwersytet Notre Dame w Trypolisie, Liban

Wstęp

W świecie rosnącej mobilności istnieje coraz większe zapotrzebowanie na łączność i dostęp do informacji, niezależnie od tego, gdzie informacja się znajduje i gdzie się ona znajduje. Z tych rozważań nie sposób zaprzeczyć, że telekomunikacja, czyli przesyłanie sygnałów na odległość, jest pilną potrzebą. Wymogi, aby systemy komunikacji bezprzewodowej były tak doskonałe i wszechobecne, oznaczają konieczność opracowywania coraz bardziej wydajnych systemów. Podczas ulepszania systemu kluczowym krokiem początkowym jest ulepszenie anten, które stanowią podstawowy element obecnych i przyszłych systemów komunikacji bezprzewodowej. Na tym etapie, poprawiając jakość parametrów anteny, zrozumiemy spadek poziomu jej listków bocznych charakterystyki promieniowania. Zmniejszenie poziomu listków bocznych nie powinno oczywiście wpływać na listek główny diagramu. Zmniejszenie poziomu listków bocznych jest pożądane, ponieważ w przypadku anten używanych jako odbiorniki listki boczne czynią system bardziej podatnym na sygnały błądzące. W antenach nadawczych listki boczne zmniejszają bezpieczeństwo informacji, ponieważ sygnał może zostać odebrany przez niepożądaną stronę odbierającą. Główną trudnością jest to, że im wyższy poziom listka bocznego, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia zakłóceń w kierunku listka bocznego o najwyższym poziomie. Ponadto zwiększenie poziomu listków bocznych oznacza, że ​​moc sygnału jest niepotrzebnie rozpraszana. Przeprowadzono wiele badań (patrz na przykład ), ale celem tego artykułu jest przegląd metody „pozycjonowania pasków”, która okazała się prosta, skuteczna i tania. Dowolna antena paraboliczna

Można tę metodę rozwijać lub nawet modyfikować (rys. 1) w celu zmniejszenia zakłóceń pomiędzy antenami.

Jednakże paski przewodzące muszą być bardzo precyzyjnie ustawione, aby uzyskać redukcję listków bocznych. W artykule metodą eksperymentalną przetestowano metodę „pozycjonowania pasków”.

Opis zadania

Problem jest sformułowany następująco. Dla konkretnej anteny parabolicznej (rys. 1) konieczne jest obniżenie poziomu pierwszego listka bocznego. Charakterystyka promieniowania anteny to nic innego jak transformata Fouriera funkcji wzbudzenia apertury anteny.

Na ryc. Rysunek 2 przedstawia dwa schematy anteny parabolicznej - bez pasków (linia ciągła) i z paskami (linia oznaczona *), ilustrując fakt, że w przypadku stosowania pasków poziom pierwszego listka bocznego maleje, natomiast poziom główny płat również maleje, a poziom zmienia także pozostałe płatki. To pokazuje, że położenie pasków jest bardzo krytyczne. Paski należy ustawić tak, aby szerokość listka głównego przy połowie mocy lub wzmocnieniu anteny nie uległa zauważalnym zmianom. Poziom tylnego płata również nie powinien się zauważalnie zmieniać. Wzrost poziomu pozostałych płatków nie jest tak znaczący, ponieważ poziom tych płatków jest zwykle znacznie łatwiejszy do obniżenia niż poziom pierwszych płatków bocznych. Wzrost ten powinien być jednak umiarkowany. Pamiętajmy też, że rys. 2 ma charakter ilustracyjny.

Z powyższych powodów stosując metodę „pozycjonowania pasków” należy pamiętać o tym, że: paski muszą być metalowe, aby w pełni odbijały pole elektryczne. W takim przypadku można wyraźnie określić położenie pasków. Obecnie pomiary poziomu płatów bocznych

Ryż. 2. Charakterystyka promieniowania anteny bez pasków (stała)

i w paski (

Ryż. 3. Teoretyczny znormalizowany rozkład promieniowania w dB

stosowane są dwie metody – teoretyczna i eksperymentalna. Obie metody uzupełniają się, ale ponieważ nasze dowody opierają się na porównaniu schematów eksperymentalnych anten bez awarii i z paskami, w tym przypadku zastosujemy metodę eksperymentalną.

A. Metoda teoretyczna. Metoda ta składa się z:

Znalezienie teoretycznej charakterystyki promieniowania (RP) badanej anteny,

Pomiary płatków bocznych tego wzoru.

Wzór można zaczerpnąć z dokumentacji technicznej anteny lub można go obliczyć np. za pomocą programu Ma1!ab lub dowolnego innego odpowiedniego programu wykorzystującego znane zależności dla pola.

Jako antenę badaną wykorzystano lustrzaną antenę paraboliczną P2P-23-YHA. Teoretyczną wartość DP uzyskano korzystając ze wzoru dla apertury kołowej o równomiernym wzbudzeniu:

]ka2E0e іkg Jl (ka 8Іпв)

Pomiary i obliczenia wykonano w płaszczyźnie E. Na ryc. Rysunek 3 przedstawia znormalizowany wzór promieniowania w biegunowym układzie współrzędnych.

B. Metoda eksperymentalna. W metodzie eksperymentalnej należy zastosować dwie anteny:

Testowana antena odbiorcza,

Antena nadawcza.

Kształt badanej anteny wyznacza się obracając ją i ustalając poziom pola z wymaganą dokładnością. Aby poprawić dokładność, zaleca się dokonywanie odczytów w decybelach.

B. Regulacja poziomu listków bocznych. Z definicji pierwsze płatki boczne to te znajdujące się najbliżej płatka głównego. Aby ustalić ich położenie, należy zmierzyć kąt w stopniach lub radianach między kierunkiem głównego promieniowania a kierunkiem maksymalnego promieniowania pierwszego lewego lub prawego płatka. Kierunki lewego i prawego płatka bocznego powinny być takie same ze względu na symetrię wzoru, ale w przypadku wzoru eksperymentalnego może tak nie być. Następnie musisz także określić szerokość listków bocznych. Można go zdefiniować jako różnicę między zerami wzoru po lewej i prawej stronie listka bocznego. Tutaj również należy spodziewać się symetrii, ale tylko teoretycznie. Na ryc. Na rys. 5 przedstawiono dane eksperymentalne dotyczące wyznaczania parametrów listków bocznych.

W wyniku serii pomiarów określono położenie pasków anteny P2P-23-YXA, które wyznacza odległość (1,20-1,36)^ od osi symetrii anteny do paska.

Po określeniu parametrów listków bocznych określa się położenie pasków. Odpowiednie obliczenia przeprowadza się zarówno dla wzorów teoretycznych, jak i eksperymentalnych, stosując tę ​​samą metodę, opisaną poniżej i zilustrowaną na ryc. 6.

Stała d - odległość od osi symetrii anteny parabolicznej do paska znajdującego się na powierzchni apertury zwierciadła parabolicznego wyznaczana jest zależnością:

"D<Ф = ъ,

gdzie d jest zmierzoną eksperymentalnie odległością punktu symetrii na powierzchni lustra od paska (rys. 5); 0 - kąt pomiędzy kierunkiem promieniowania głównego a kierunkiem maksimum płatka bocznego stwierdzony eksperymentalnie.

Zakres wartości C wyznacza zależność: c! = O/wyj

dla wartości 0 odpowiadających początkowi i końcowi listka bocznego (odpowiadającego zerom wzoru).

Po określeniu zakresu C, zakres ten dzieli się na szereg wartości, z których eksperymentalnie wybiera się wartość optymalną

Ryż. 4. Konfiguracja eksperymentalna

Ryż. 5. Eksperymentalne wyznaczanie parametrów listka bocznego Rys. 6. Sposób pozycjonowania listew

wyniki

Badano kilka pozycji pasków. Po odsunięciu pasków od płata głównego, ale w obrębie znalezionego zakresu C, wyniki uległy poprawie. Na ryc. Na rycinie 7 przedstawiono dwa wzory bez pasków i z paskami, wykazujące wyraźne obniżenie poziomu listków bocznych.

W tabeli W tabeli 1 przedstawiono parametry porównawcze wzoru w zakresie poziomu listków bocznych, kierunkowości i szerokości listka głównego.

Wniosek

Zmniejszenie poziomu listków bocznych przy zastosowaniu pasków - o 23 dB (poziom listków bocznych anteny bez pasków -

12,43 dB). Szerokość głównego płatka pozostaje prawie niezmieniona. Omawiana metoda jest bardzo elastyczna, gdyż można ją zastosować do dowolnej anteny.

Pewną trudnością jest jednak wpływ zniekształceń wielościeżkowych związanych z wpływem ziemi i otaczających obiektów na obraz, co prowadzi do zmiany poziomu listków bocznych aż do 22 dB.

Omawiana metoda jest prosta, niedroga i możliwa do wykonania w krótkim czasie. Poniżej postaramy się dodać dodatkowe paski w różnych pozycjach i sprawdzić paski absorpcyjne. Dodatkowo prowadzone będą prace nad teoretyczną analizą problemu z wykorzystaniem metody geometrycznej teorii dyfrakcji.

Charakterystyka promieniowania pola dalekiego anteny P2F-23-NXA wielkość liniowa - wykres biegunowy

Ryż. 7. Antena DN P2F-23-NXA bez pasków i z paskami

Parametry porównawcze anteny

Poziom płata bocznego

Wzór teoretyczny (program Ma11a) wzór zgodny z dokumentacją techniczną 18 dB 15 dB

Zmierzony wzór bez pasków 12,43 dB

Zmierzony wzór z paskami Z wieloma ścieżkami Bez wielościeżkowości

Szerokość listka głównego w stopniach D D, dB

Teoretyczne DN (program Ma^ab) 16.161,45 22.07

DN dla dokumentacji technicznej 16.161,45 22.07

Wzór mierzony bez pasków 14.210.475 23.23

Wzór mierzony w paski 14.210.475 23.23

Literatura

1. Balanisa. Teoria anteny C. Wydanie 3. Wiley 2005.

2. Standardowe procedury testowe IEEE dla anten IEEE Std. 149 - 1965.

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

4. Searle AD., Humphrey AT. Konstrukcja anteny reflektorowej z niskim listkiem bocznym. Anteny i propagacja, dziesiąta międzynarodowa konferencja na temat (publ. konf. nr 436) tom 1, 14-17 kwietnia 1997 r. Strony: 17 - 20 tom 1. Pobrano 26 stycznia 2008 z baz danych IEEE.

5. Anteny reflektorowe Schrank H. Niskie listki boczne. Biuletyn Antennas and Propagation Society, IEEE tom 27, wydanie 2, kwiecień 1985 Strony: 5 - 16. Pobrano 26 stycznia 2008 z baz danych IEEE.

6. Satoh T. shizuo Endo, Matsunaka N., Betsudan Si, Katagi T, Ebisui T. Redukcja poziomu listków bocznych poprzez poprawę kształtu rozpórki. Antennas and Propagation, IEEE Transactions on tom 32, wydanie 7, lipiec 1984 Strony: 698 - 705. Pobrano 26 stycznia 2008 z baz danych IEEE.

7. D. C. Jenn i W. V. T. Rusch. „Konstrukcja reflektora z niską listką boczną wykorzystującą powierzchnie oporowe” w: IEEE Antennas Propagat., Soc./URSI Int. Symp. Dig., tom. Mogę

1990, s. 1990 152. Pobrano 26 stycznia 2008 z baz danych IEEE.

8. D. C. Jenn i W. V. T. Rusch. „Synteza i projektowanie reflektorów o niskiej listce bocznej z wykorzystaniem powierzchni oporowych”, IEEE Trans. Anteny Propagat., tom. 39, s. 1372, wrzesień

1991. Pobrano 26 stycznia 2008 z baz danych IEEE.

9. Monk A.D. i Cjamlcoals P.J.B. Adaptacyjna formacja zerowa z rekonfigurowaną anteną reflektorową, IEEE Proc. H. 1995, 142, (3), s. 220-224. Pobrano 26 stycznia 2008 z baz danych IEEE.

10. Lam P., Shung-Wu Lee, Lang K, Chang D. Redukcja listka bocznego reflektora parabolicznego z reflektorami pomocniczymi. Anteny i propagacja, transakcje IEEE na. Tom 35, wydanie 12, grudzień 1987 Strony: 1367-1374. Pobrano 26 stycznia 2008 z baz danych IEEE.