Model de radiație

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 13 ianuarie 2018; verificările necesită 15 modificări .

Modelul de radiație (antene) - o reprezentare grafică a dependenței câștigului antenei sau a directivității antenei de direcția antenei într-un plan dat [1] . De asemenea, termenul „model de radiație” este aplicabil și altor dispozitive care emit un semnal de natură diferită, cum ar fi sistemele acustice . Modelul antenei determină, de asemenea, poziția și dimensiunea punctului mort al antenei .

Bazele

Modelul de directivitate (DN) al unei antene în câmp este adesea numit dependența modulului de amplitudine complexă a componentei electrice a vectorului intensității câmpului electromagnetic creat de antena în zona îndepărtată , de coordonatele unghiulare și de observație. punct în plan orizontal și vertical, adică dependență . ${\bara {E}}$ $\theta$ $\phi$ $E(\theta,\phi)$

DN este indicat prin simbolul . DN este normalizat - toate valorile sunt împărțite la valoarea maximă, iar DN normalizat este notat cu simbolul . Evident . $f(\theta,\phi)$ $E(\theta,\phi)$ $E_m$ $F(\theta,\phi)$ $0\leq F(\theta ,\phi )\leq 1$

De asemenea, este posibil să se definească DN ca o cantitate complexă. În acest caz, similar celor de mai sus, DN-ul este:

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

unde este amplitudinea complexă a vectorului în punctul zonei îndepărtate . ${{\stackrel {\circ }{E}}}_{m}$

RP se caracterizează prin lățimea fasciculului său principal la un nivel de 0,5 din valoarea sa maximă în ceea ce privește puterea și câștigul , care sunt legate de relațiile: $\Theta _{A}$ $G$

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

. . .

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

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

unde , sunt aria și lungimea efectivă a deschiderii antenei . $S_{A}$ $d_{A}$

RP-urile sunt de obicei descrise nu numai într-un plan, ci și într-o reprezentare tridimensională. Pentru a simplifica considerarea lor, sunt luate două proiecții RP:

orizontal (azimut)
verticală (în altitudine)

Când luăm în considerare proiecțiile împreună, o imagine mai completă a RP în sine devine mai clară și, după cum confirmă practica, aceste date pot fi folosite pentru a evalua eficiența antenei în raport cu rezolvarea unei probleme specifice.

Există amplitudine , fază Δω(θ, φ) și polarizare ↑↓(θ, φ) RP. $A(\theta,\phi)$ ${\bar {P}}$

În funcție de forma modelului de radiație, antenele sunt de obicei împărțite în direcționale îngust și direcționale larg . Antenele îngust direcționate au un maxim pronunțat, care se numește lobul principal, și maxime laterale (de obicei având un efect negativ), a căror amplitudine se caută să fie redusă. Antenele direcționate îngust sunt utilizate pentru a concentra puterea emisiei radio într-o singură direcție pentru a crește raza de acțiune a echipamentelor radio, precum și pentru a îmbunătăți acuratețea măsurătorilor unghiulare în radar . Antenele direcționale larg au un model de radiație în cel puțin un plan, pe care tind să-l apropie de circular. Ei găsesc aplicație, de exemplu, în emisiunile de televiziune și radio. Adesea, lobii modelului de radiație sunt numiți fascicule de antenă .

Modelul de radiație al antenei este determinat de distribuția amplitudine-fază a componentelor câmpului electromagnetic în deschiderea antenei - un plan de proiectare condiționat asociat cu designul său. Dezvoltarea unei antene cu modelul de radiație necesar este astfel redusă la sarcina de a oferi imaginea dorită a câmpului electromagnetic în planul deschiderii. Există limitări fundamentale care relaționează invers lățimea fasciculului cu dimensiunea relativă a antenei, adică dimensiunea împărțită la lungimea de undă . Prin urmare, fasciculele înguste necesită antene mai mari sau lungimi de undă mai scurte. Pe de altă parte, îngustarea maximă a fasciculului pentru o dimensiune dată de antenă duce la o creștere a nivelului lobilor laterali. Prin urmare, în acest moment este necesar să facem un compromis acceptabil.

DN se măsoară de obicei în planul orizontal sau vertical, pentru iradiatori - în planurile E sau H.

Modelul de antenă are proprietatea de reciprocitate, adică are caracteristici similare pentru transmiterea și recepția în același interval de lungimi de undă.

Studiu experimental

Studiul RP al antenelor mici se realizează în camere anecoice . Pentru antene mari care nu se potrivesc în cameră, folosiți modelele lor reduse; lungimea de undă a radiației este, de asemenea, redusă de numărul corespunzător de ori.

În cazul construirii unui model de radiație pentru radiotelescoape , este selectată o sursă punctuală strălucitoare pe cer (adesea Soarele ). În continuare, se efectuează o serie de observații sub diferite unghiuri, ceea ce face posibilă construirea distribuției de intensitate în funcție de direcție, adică de modelul de radiație dorit.

Beamforming

Beamforming în antene se poate face într-un mod analog sau digital.

Metoda digitală este utilizată în rețelele de antene digitale . Formarea digitală a fasciculului implică o sinteză digitală a modelului de radiație în modul de recepție, precum și formarea unei distribuții date a câmpului electromagnetic în deschiderea rețelei de antene în modul de transmisie [2] [3] [4] .

Formarea digitală a fasciculului bazată pe operația rapidă de transformare Fourier [5] [6] [7] este cea mai utilizată .

Vezi și

Note

↑ GOST 24375-80. Comunicare radio. Termeni și definiții
↑ Slyusar, V.I. Circuitul formării diagramei digitale. Soluții modulare. . Electronică: știință, tehnologie, afaceri. - 2002. - Nr. 1. C. 46 - 52. (2002). Preluat la 3 martie 2019. Arhivat din original la 12 mai 2021. (nedefinit)
↑ Slyusar, V.I. Soluții modulare în circuitele de diagrame digitale. . Izvestiya vuzov. Ser. Radioelectronica.- Volumul 46, Nr. 12. C. 48 - 62. (2003). Preluat la 3 martie 2019. Arhivat din original la 3 martie 2019. (nedefinit)
↑ Slyusar, V.I. Circuitul rețelelor de antene digitale. Limitele posibilului. . Electronică: știință, tehnologie, afaceri. - 2004. - Nr 8. C. 34 - 40. (2004). Preluat la 3 martie 2019. Arhivat din original la 17 mai 2017. (nedefinit)
↑ Slyusar V.I. Acuratețea măsurătorilor coordonatelor unghiulare printr-o matrice de antenă digitală liniară cu canale de recepție neidentice.// Știri ale instituțiilor de învățământ superior. Radioelectronica. - 1999. - Volumul 42, Nr. 1. - C. 18. - [1] .
↑ Slyusar V.I., Dubik A.N. Metoda de transmitere a semnalului cu mai multe impulsuri în sistemul MIMO. Radioelectronics.- 2006. - Volumul 49, Nr. 3. - S. 75 - 80. [2] Copie de arhivă din 3 martie 2019 la Wayback Machine
↑ Slyusar V.I., Dubik A.N., Voloshko S.V. MIMO-metoda de transmitere a informațiilor de telecod.// Noutăți ale instituțiilor de învățământ superior. Radioelectronics.- 2007. - Volumul 50, Nr. 3. - S. 61 - 70. [3] Copie de arhivă din 3 martie 2019 la Wayback Machine

Literatură

Lavrov, A.S. Dispozitive de alimentare cu antenă: manual. manual pentru universități / A. S. Lavrov, G. B. Reznikov. - M . : „Radioul sovietic”, 1974. - 368 p.
Dudnik, P.I. Sisteme radar multifuncționale: manual. manual pentru universități / P. I. Dudnik, A. R. Ilchuk [și alții]. — M .: Drofa, 2007. — 283 p. - ISBN 978-5-358-00196-1 .
Mahafza, BR Analiza și proiectarea sistemelor radar folosind MATLAB / Bassem R. Mahafza. - CHAPMAN & HALL / CRC, 2000. - 532 p. — ISBN 1-58488-182-8 .

Link -uri

Modele de radiație ale diferitelor tipuri de antene.
Model de radiație cu dublu cale , obținut cu diferite direcții de sondare și recepție

radioastronomie

Noțiuni de bază

radiotelescoape

cu o singură deschidere	RATAN-600 Arecibo Banca Verde Dmitrov RT-7.5 Lovell Marcu 2 TNA-400 P-400 RT-70 Effelsberg RAPID
Interferometre	ALMA LA UN EVN MERLIN VLA VLBA Quasar WSRT EHT
Propus/ în construcție	SKA MeerKAT ASKAP
Spaţiu	Radioastron KRT-10 HALCA

Personalități

subiecte asemănătoare

Categorie:Radioastronomie