Главная > СВЧ, ультразвук, аккустика > Техника сверхвысоких частот. Том 2
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

14.7.2. Диаграмма направленности

Диаграмма направленности антенны измеряется [103, 107, 639, 656, 693, 696] на достаточно большом расстоянии, где применимы соотношения для дальней зоны. Если требуется точная информация о нулях, то измерения должны проводиться на расстоянии, приблизительно в четыре раза превышающем релеевскую дальцость. На этой дальности максимальная разность хода между центральным лучом и лучом, соответствующим краю апертуры, равна или 22,5°. Выбор точки наблюдения зависит от внешних условий, мощности передатчика и чувствительности приемника. Место для измерений должно выбираться так, чтобы не было нежелательных отражений.

Если между испытуемой и измерительной антенной земная поверхность ровная и отраженный луч проходит беспрепятственно, то для испытуемой антенны можно выбрать положение, в котором при работе на прием сумма прямой и отраженной волн дает требуемое амплитудное и фазовое распределение в раскрыве. Для этого обычно испытуемая антенна должна размещаться около земной поверхности, а передающая антенна должна быть поднята. Влияние отраженной волны можно уменьшить [400], помещая на ее пути либо поглощающие, либо дифракционные экраны.

Поле излучения антенны в дальней зоне можно измерить с помощью измерителя напряженности поля. Этот измеритель подключается к приемной антенне с известным усилением, после чего по измеренной мощности напряженность поля можно рассчитать. В типичных измерениях [407] на частоте в качестве такой антенны использовался электромагнитный рупор с расчетным усилением 11,5 дб. Принимаемая мощность измерялась болометром и ее значение находилось в пределах от 1 мквт до это позволяло измерять напряженности поля от 0,1 до Эталонное поле можно получить путем излучения известной мощности излучателем с известным усилением. С помощью такого эталона, калиброванного аттенюатора и супергетеродинного приемника можно измерять более слабые поля. В установке [173], работающей в диапазоне 400—4000 Мгц, шумы во входных цепях усилителя промежуточной частоты приемника использовались в качестве эталона, с которым сравнивались сигналы, полученные от измеряемого и известного калиброванного полей.

На рис. 14.24, б изображена типичная установка для измерения полярных диаграмм направленности. На прием работает испытуемая антенна, которая облучается удаленным передатчиком с линейной поляризацией. Принимаемая мощность измеряется и записывается для различных ориентаций оси антенны относительно линии визирования. Для получения полной пространственной диаграммы направленности конструкция, на которой укреплена приемная антенна, должна допускать вращение как вокруг азимутальной, так и вокруг угломестной оси. При использовании в

качестве передающей антенны параболоида паразитную перекрестную поляризацию можно подавить с помощью помещенного перед раскрывом решетчатого фильтра. Обычно применяются автоматические самописцы. Самописец вращается от поворотного механизма антенны, а его перо связано с мотором, вращающим аттенюатор таким образом, чтобы на выходе приемника все время поддерживался постоянный уровень сигнала [579, 580, 581]. Типичная установка [123], работающая на частоте дает двухмерную диаграмму в виде контуров постоянного значения напряженности поля; используется также индикация с помощью осциллографа [585].

Часто расстояние оказывается весьма большим, например на частоте для параболоида диаметром оно равно и такой площадки без препятствий может не оказаться. Чтобы выйти из положения, в таких случаях можно применить метод измерения диаграммы направленности в зоне Френеля [535]. При этом разность хода может быть компенсирована путем фокусирования на измерительную антенну. Фокусировку линейных решеток можно осуществить путем изгиба их по дуге, а фокусировку параболоидов — путем продольного смещения первичного облучателя [78, 82, 578]. В другом методе по измерениям, сделанным в зоне Френеля, вычисляется [19, 28, 317, 600, 730] диаграмма направленности в дальней зоне. Используя разложение поля по плоским волнам, можно показать [58], что конечные размеры приемной антенны могут быть источником ошибок при измерении усиления и уровня боковых лепестков.

Другим путем уменьшения расстояния при измерениях является применение моделей приемлемых размеров [53, 577]; этот путь особенно целесообразен для очень больших антенн [95, 662], работающих в низкочастотной части диапазона СВЧ. Из уравнений Максвелла для среды, образующей антенну, и для среды ее окружающей получаются следующие условия подобия электродинамических систем:

где I — линейный размер, константы. Оба условия будут выполнены, если в одно и то же число раз увеличить а и а I уменьшить. Для антенн СВЧ проводимость проводников близка к бесконечности, а проводимость диэлектриков близка к нулю. Поэтому моделирования параметра о не требуется, а параметры могут сохранять прежние значения. В качестве одного из крайних случаев можно отметить, что результаты [318] моделирования ромбической антенны на частоте хорошо согласовались с результатами, полученными на полноразмерной антенне на частоте

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление