Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 18-22 September, 2006, Sevastopol, Ukraine pp. 3




НазваниеUltrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 18-22 September, 2006, Sevastopol, Ukraine pp. 3
Дата конвертации07.12.2012
Размер53.6 Kb.
ТипДокументы

Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 18-22 September, 2006, Sevastopol, Ukraine pp. -3


Метод широкополосного согласования антенной решетки

L.D. Bakhrakh, V.F. Los', A.N. Shamanov

Joint stock company “Radio Engineering Corporation “Vega“.

34 Kutuzov Ave, 121170, Moscow, Russia

Tel: (095) 2494303, Fax: (095) 9331563, mail@vega.su

Abstract

Предложен метод сверхширокополосного согласования линейной антенной решетки, на примере линейной волноводно-щелевой решетки с одним входом в центре с линиями слева и с права. Использование этого метода позволит решить проблему построения антенных решеток с любым числом излучателей.


Keywords: сверхширокополосное согласование, антенная решетка, проводимость элементов излучения.


Использование СШП сигналов в антенных решетках (АР) позволит обеспечить потенциальные информационные преимущества UWB радиолокаторов перед радиолокаторами, использующими “узкополосные” сигналы.

Основным недостатком АР является их очень узкая полоса частот. Так наиболее известные волноводные щелевые решетки не имеют полосу пропускания не более 10%. Система излучателей с одинаковыми фазами излучения, полученными на равных длинах с помощью бинарного 2N делителя, имеет большую полосу - до (10-20)%, но применяется для ограниченного числа излучателей. [1-3].

Таким образом, увеличение ширины полосы согласования линейной АР является актуальной задачей в развитии радиолокации и радиосвязи.

Метод согласования линейной антенной решетки

Сверхширокополосное согласование линейной АР достигается тем, что в линейной излучающей системе, имеющей один вход на две линии возбуждения, с расположенными на них элементами излучения, распределенными вдоль линий, элементы излучения, расположенные на одинаковых электрических расстояниях от входа, включены относительно друг друга обратным образом [4] и их проводимости выбираются из условия:

Yi Xi = G1 G2

где Yi , Xi - проводимости излучающих элементов;

G1., G2 - волновые проводимости линий.

Предлагаемое устройство сверхширокополосной антенной решетки (рис.1) состоит из входа 1, общего для линий возбуждения 2 и 3, вдоль которых распределены элементы излучения 4 и 5 расположенные на одинаковых электрических расстояниях от входа, а если волновые числа линий одинаковы, то - на равных расстояниях di = li.



Рис.1 Широкополосная линейная антенная решетка.


Эффект широкополосности в линейной антенной решетке, показанной на эквивалентной схеме АР на рис. 2, достигается тем, что по разные стороны входа (генератора) 1 расположены две линии возбуждения 2 и 3. При этом элементы излучения 4 и 5 имеют обратные проводимости yi = 1/xi , где уi, хi - нормированные проводимости и включены обратным образом, т.е. если в одной линии параллельно, то в другой - последовательно, но на одинаковых электрических расстояниях от генератора.

При этом нормированные проводимости линий ул, хл в их любых сечениях, расположенных на одном расстоянии от входа, имеют обратные проводимости ул = 1/хл. , причем если в одной линии нормированная проводимость ул > 1, то для другой линии проводимость хл<1 [5].



Рис. 2 Эквивалентная схема линейной антенной решетки при широкополосном согласовании.



При таком соотношении проводимостей в линиях сигналы, отраженные на вход АР будут иметь одинаковые амплитуды, но обратные знаки, что приводит к компенсации отраженных сигналов на входе АР в широком диапазоне частот.

Согласование АР по входу можно выполнить как в нерезонансной решетке, так и в резонансной решетке.

Для полного согласования АР со стороны входа необходимо, чтобы сумма проводимостей излучения, активных проводимостей, на средней частоте в каждой линии была согласованна с входом АР:



В качестве примера рассмотрим волноводно-щелевую АР, состоящую из двух линий (фиг. 3).




Рис. 3 Широкополосная волноводно-щелевая решетка



На ее эквивалентной схеме, приведенной на рис.4, проводимости элементов излучения в одной линии включены параллельно, а в другой - последовательно, а расстояния от входа до элементов возбуждения равны d=l=n, где n = 1,2,3..., . - средняя длина волны рабочей полосы пропускания (фиг.4).

Для полного, согласования каждой линии 2 и 3 излучателей АР необходимо выполнить условие:







Рис. 4 Эквивалентная схема широкополосной волноводно-щелевой решетки, состоящей из двух линий с излучателями, симметрично включенными относительно входа


Тогда при параллельном подсоединении линий к генератору условие полного согласования линий и генератора выглядит так



Если рассматривать отдельно каждую линию с параллельным и последовательным включением излучателей, то коэффициенты отражения в этих линиях имеют противоположные знаки, но одинаковые амплитуды (фиг.5 и фиг.6).

Поэтому при подсоединении этих линий к одному входу (фиг.4), отраженные сигналы, имеющие противоположные знаки, компенсируют друг друга (фиг.7).

Это приводит к уменьшению КСВ в полосе пропускания устройства (фиг.8).

Следует отметить, что условия распространения волны вдоль линий АР, а, следовательно, и коэффициенты передачи от входа до излучающих элементов остаются такими же, как в обычной АР.

Использование предлагаемого метода в линейных антенных решетках позволяет увеличить полосу согласования и получить любой КНД при любом количестве излучателей N.



метка х- F=1,9E9, модуль G =0,4387,

фаза φ = -117, 72, KCB=2,56

Рис. 5 Диаграмма входной проводимости от частоты для линии с последовательной схемой включения элементов излучения, для N = 3






метка х- F=1,9E9, модуль G =0,4386,

фаза φ =62,283, KCB=2,56

Рис. 6 Диаграмма входной проводимости от частоты для линии с параллельной схемой включения элементов излучения, для N = 3






метка х- F=1.9E9, модуль G =0,19,

фаза φ = -55,4, KCB=1,47

Рис. 7 Диаграмма входной проводимости эквивалентной схемы широкополосной волноводно-щелевой решетки от частоты с параллельной и последовательной схемой включения - N = 3+3






Рис.8 Характеристики КСВ на входе эквивалентной схемы широкополосной резонансной волноводно-щелевой решетки:

1) с параллельной (последовательной) схемой включения элементов излучения, для N=3 f=1,90Е9 - КСВМАХ.= 2,56;

2) с параллельной и последовательной схемой включения элементов излучения, для N=3+3 f=1,90E9 - КCBМАХ = 1,47;

3) с параллельной и последовательной схемой включения - для N=20+20 f=1,55E9 - КСВМАХ = 1,69.

References

  1. Антенны и устройства СВЧ/Под. ред. Д. И. Воскресенского. — М.: Сов. радио.-1972.

  2. Марков Г. Т., Сазонов Д. М. Антенны. — М.: Энергия. — 1975.

  3. Сазонов Д. М., Грндин А. Н., Мишустин Б. А. Устройства СВЧ. — М.: Высшая
    школа, — 1981.

  4. Основы инженерной электрофизики. Под ред. П.А. Ионкина, — М., Высшая школа, 1972г.

  5. Кременецкий С.Д., Лось В.Ф., Шаманов А.Н. Волноводно-щелевые антенные решётки. Антенны,2004, вып.8-9, с. 47-55






Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 18-22 September, 2006, Sevastopol, Ukraine pp. 3 iconAll web-sites (Все Интернет страницы)12: 00, 09. 2008. (September) in (the) Ukraine, Eastern Europe, Украина, Україна
Все Интернет страницы)12: 00, 09. 2008. (September) in (the) Ukraine, Eastern Europe, Украина, Україна

Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 18-22 September, 2006, Sevastopol, Ukraine pp. 3 icon• Конкурс фоторабот и рекламного плаката «FotoVintage Kiev 2012»
Осенью состоятся выставки «WinExpo Ukraine» и «WineTech Ukraine», Второй Украинский винный салон «WineSalon Ukraine»

Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 18-22 September, 2006, Sevastopol, Ukraine pp. 3 iconScientific Computing in Electrical Engineering scee-2006 Book of Abstracts September 17-22, 2006

Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 18-22 September, 2006, Sevastopol, Ukraine pp. 3 iconSalis, Vol. 66, No. 3, September, 2006

Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 18-22 September, 2006, Sevastopol, Ukraine pp. 3 iconVisit Ukraine — ставка на въездной туризм
«КиевЭкспоПлаза» состоялось открытие первой национальной выставки-форума украинского туристического продукта Visit Ukraine 2008,...

Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 18-22 September, 2006, Sevastopol, Ukraine pp. 3 iconLast date for the presentation of applications: 22 September 2006

Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 18-22 September, 2006, Sevastopol, Ukraine pp. 3 iconAcceptances page of 21 September 2006 LoAR

Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 18-22 September, 2006, Sevastopol, Ukraine pp. 3 iconUnclassified/unlimited rcs characterization of Ultrawideband Antenna

Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 18-22 September, 2006, Sevastopol, Ukraine pp. 3 iconПрограмма «Первого Ukraine» на неделю с 31. 10. 2012 по 04. 11. 2012
Для зрителей спутникового канала «Первый Ukraine», который отныне можно смотреть более, чем в 30 странах мира, ниже представлена...

Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 18-22 September, 2006, Sevastopol, Ukraine pp. 3 iconUltrashort laser pulse phenomena : fundamentals, techniques, and applications on


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница