CC BY
55
Секция антенных устройств и электродинамики
Секция антенных устройств и электродинамики
УДК 621.396
В.В. Чечетка
РЕАЛИЗАЦИЯ НЕКОТОРЫХ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К НАПРАВЛЕННЫМ СВОЙСТВАМ ПЕРЕДАЮЩИХ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ АНТЕНН
Традиционно принято полагать, что передающие телевизионные антенны должны быть всенаправленными в горизонтальной плоскости. При этом к их характеристикам предъявляются обычно следующие требования.
1. В горизонтальной плоскости антенна должна быть всенаправленной с равномерным распределением излучаемой мощности
по реї иону .
2. В вертикальной плоскости она должна иметь достаточно узкий лепесток с максимумом, ориентированным на видимую линию горизонта для обеспечения наибольшей дальности передачи.
Отсюда следует выбор характеристики направленности в вертикальной плоскости и числа этажей антенны. Региональное увеличение количества телецентров ставит специфические требования к конструкциям антенн и новые задачи перед разработчиками. Появляется необходимость создания антенн с некоторыми ограничениями на характеристику направленности в горизонтальной плоскости, например, обеспечение подавления сигнала до требуемого уровня в данном направлении или преимущественного излучения в заданном секторе. Трудность теоретического и технического решения такой задачи определяется тем обстоятельством, что размеры антенны в горизонтальной плоскости не велики и сравнимы с длиной волны. Реализация подобных требований эквивалентна решению проблемы достижения высокой направленности с ограничениями на размеры. Требуемое изменение размеров антенны приводит к существенному и не пропорциональному увеличению ее стоимости.
Изложенные соображения позволяют сделать следующие заключения.
1. Ставится не стандартная техническая задача по созданию антенных сооружений, обладающих специальными направленными свойствами.
2. Для ее решения необходимы специальные теоретические исследования с целью выбора устройств, удовлетворяющих указанным требованиям.
Анализ различных конструкций показал, что необходимые направленные свойства могут быть получены с помощью панельных антенн. Применение других типов антенн не исключается. Этот вывод следует по разработке нескольких математических моделей антенны с регули-
Известия ТРТУ
руемым положением излучающих элементов, создания вычислительных программ и анализа полученных численных результатов.
Окончательный вариант модели и ее программная реализация на ЭВМ позволили выполнить исследования направленных свойств рекомендуемой конструкции 4-панельной антенны.
УДК 621.396.67
* С.Г. Грищенко
ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ АНТЕНН С МНОГОСЛОЙНЫМИ ОБТЕКАТЕЛЯМИ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ
В современных конструкциях и перспективных разработках летательных аппаратов радиопрозрачные обтекатели антенных систем имеют сложную геометрическую форму, как правило, совпадающую с поверхностью носителя. Существующие методы анализа обтекателей не позволяют производить расчет электрических характеристик обтекателей сложной формы с достаточной степенью точности. Строгие методы расчета могут использоваться для электрически малых сферических и цилиндрических обтекателей. Для анализа обтекателей другой формы и больших электрических размеров используются приближенные методы. Наиболее широкое распространение нашли приближения локально плоского слоя и плоской падающей на обтекатель волны. Точность этих методов значительно ухудшается при уменьшении радиуса кривизны обтекателя по сравнению с длиной волны антенны, как это имеет место в носовой части обтекателей летательных аппаратов с хорошей электродинамической формой. Поэтому существующие методы расчета неприменимы, например, к обтекателям антенн, в которых пеленгация цели осуществляется по моноимпульсной схеме, поскольку эти методы не учитывают вносимые обтекателем фазовые искажения, приводящие к смещению равносигнальной зоны, ее размытости.
Данная работа посвящена усовершенствованию существующих методов анализа обтекателей путем учета кривизны границ раздела многослойных обтекателей и искривленности фронта падающей на обтекатель волны.
Задача нахождения диаграммы направленности системы "антенна-обтекатель" решена для наиболее распространенной геометрии обтекателей - поверхности вращения. Поверхности раздела слоев описаны произвольными гладкими функциями, а материалы слоев - комплексными диэлектрическими проницаемостями. Под обтекателем расположена антенна с заданным амплитудным и фазовым распределением в раскрыве. Требуется найти диаграмму направленности антенны с обтекателем.
Для решения задачи использован метод геометрической оптики. Амплитудное распределение поля в "вынесенном" за обтекатель раскрыве антенны найдено суммированием прошедших и переотраженных в обтекателе лучей. Разработан рекуррентный алгоритм построения лучевых траекторий. Получены формулы, описывающие деформацию фронта падающей волны при прохождении через обтекатель. Учтен вклад переотраженных в многослойном обтекателе лучей, что привело к увеличению точности определения диаграммы направленности.
