ההשפעה של אלמנט אריגיה גיאומטריה בצד Lobe Suppression ו-Main Lobe Get

מערךאנטנה הוא אבן הפינה של תקשורת מודרנית, מכ"ם ומערכות רגישות.הסידור המרחבי של אלמנטים קורנים בודדים - הגיאומטריה המערך - באופן ישיר שולט דפוס הקרינה רחוק, עם השלכות עמוקות על שני מדדי ביצועים קריטיים: רווח גדול וצדדים של גיאומטריה שנבחרה באופן שלילי יכול להפחית את האות, להציג הפרעה, ותחושה הפוכה, אופטימיזציה של טכניקות גיאומטריה מעשית אלה, כדי לשפר את ההשפעות של עיצוב כללי, כיצד תכונות אלה, באופן כללי, כיצד תכונות לא רצויות, באופן כללי, את יעילותומטריה, כלומר, באופן כללי, גיאומטריה, כיצד תכונות עיצוב, באופן כללי, גיאומטריה, באופן בלעדי, כיצד תכונות אלה, גיאומטריה, תכונות אלה, תכונות עיצובית, באופן בלעדי, יכול לשפר את התכונות של עיצובית, באופן בלעדי, באופן עצמאי, יכול לשפר את התכונות של תכונות מורכבות, באופן בלעדי, באופן בלעדי, באופן בלעדי, כדי לשפר את יעילותומטריות, באופן בלעדי, באופן בלעדי, באופן בלעדי, כדי לשפר את התכונות של מערכת מסחר.

יסודות היסוד של ארגונומטריה

גיאומטריה ארית מתארת את הפריסה הפיזית של אלמנטים אנטנה באחד, שניים או שלושה ממדים.התצורה הנפוצה ביותר כוללת נוסחאות ליניאריות (שלדים לאורך קו), מערךי תכנון (שלשות ברשת), מערךים מעגליים (שלשות על טבעת), וערכים תואמים (שלדים לאחר משטח מעוקל), כל גיאומטריה מייצרת גורם מערך ייחודי – התבנית שנוצרת על ידי הפרעה של התרומות - אשר מכפילים את האלמנטים לתבניות הגורמות את התבנית לדגימה לתבניות לדגימה את התבנית הכוללת את התבנית.

המונחים: the Grating Lobe Condition

(ב) ⁇ הוא הפרמטר הגיאומטרי היחיד המשפיע ביותר עבור מערך ליניארי אחיד, המערך מציג את המיקסום בזווית שבה ההבדל בין אלמנטים סמוכים שווה מספריים של FLT:02 ⁇ FLT:1 כאשר ספקטרום של 9:2 ליטרים (FLT) הוא רק ספקטרום של 0,5 ⁇ ⁇ FLT) ⁇ , אך ורק אם הוא מכיל כמות גדולה של ⁇ (=5) ⁇ ) ⁇ ⁇ (ה) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

סודיות גיאומטרית ודפוסיהם

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ :0) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ מעגלית: ⁇ 1 (FLT:103) מציע כיסוי 360 מעלות צלזיוס ללא סחף.התבנית היא אטומית במטוס, אבל צדוליות יכולות להיות גבוהות יותר אלא אם כן מוטב.
  • (FLT:0) מערךים מתקדמים: FLT:1 Conform to non-planar משטחים (למשל, מיזוג מטוסים, אף טיל) הם להפחית את גרר האווירודינמיקה, אך מסבך את הפיצויים בשלב ואת הסינתזה של דפוס.

שם מקור: How Geometry Governs Directivity

רווח גדול הוא מדד של יעילות המערך מתמקדת בכוח קורנל לכיוון הרצוי: עבור מערך של FLT:0NIRFLT:1 אלמנטים איזוטרופיים, הישירות המקסימלית היא פרופורציה ל-FLT:2NigFLT 3: כאשר אלמנטים הם נרגשים מדי וחללו באורך חצי גל.

אפקט של אלמנטים ספיגה על הכוונת

(ו) הגדלה של אזור הצמצם האפקטיבי, העלאת היישרות – עד לנקודה שבה מופיעים כיכרות הגילוח, עבור מספר מסוים של אלמנטים, סידור אותם ביצור גדול יותר באמצעות תשואות רחבות יותר של צואה גדולה יותר, ורווחה גדולה יותר, למשל, 10 סלילת משקל עם FLT:0dFLT:1=380 יש שיפור ישיר -2B3, לעומת ⁇

שלב אלור ודבורה

הכיוון העיקרי של הצב נקבע על ידי שינויים מתקדמים במערך.במערך ליניארי, שלב קבוע ⁇ מסיע את השד לזווית ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ = ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) / (2 ⁇ d) שלב קבוע ⁇ ⁇ ⁇ 1 ⁇ עבור מערך תכנון ספציפי, שליטה בשלב עצמאי בשני צירים מאפשר סריקה גיאומטרית לא אחידות - כמו גם חסרונות משותפים - כלומר, כדי לעמוד על פני השטח - כמו גם תואמים תואמים מדרגה ראשונה .

גודל משתנה ו-Immon Efficiency

הצמצם הפיזי של מערך – האזור מכוסה על ידי מרכיביו – מבסס את הגבול העליון על תורת היחסות.עבור צמצם מסוים, הרווח הממשי תלוי באיזו מידה הצמצם מואר. AFLT:0uniform ampude DistributionFLT:1 מניב את ההתאמה הישירה הגבוהה ביותר אך גם את נקודות הצד הגבוהות ביותר (כ-13B עבור מערך ליניארי:0uniform amplitating amplitées) מצמצם את הסגולות היסוד של עיצובים.

צד Lobe Suppression: אסטרטגיות שורשים בגיאומטריה

כיכרות צד אינן רצויות בתבנית הקרינה שיכולה ליירט התערבות, לחשוף את המיקום של מערך, או ליצור מטרות כוזבות.דיכוי אותם חיוני לדחיית קלוטרינר המכ"ם, תקשורת בטוחה ואסטרונומיה רדיו. גיאומטריה ממלא תפקיד מרכזי במספר טכניקות דיכוי.

עקבו אחרי

עידוד הדגימה מחלחל אל מעבר למערך – חזק יותר במרכז, חלש יותר בשוליים – מעלה את רמות הציד.המצילים הקלאסיים כוללים:

  • (ב) ⁇ :0) ⁇ (Dolph-Chebyshev): ניב 1 LT:1 ניב את המנה העיקרית הצרה ביותר עבור רמה מסוימת של צד (SLL) כל צדולים שווים בגובה.
  • (ב) ⁇ (ת') ⁇ (ת'ר'): "ה'מספק מספר חלק של קבילות ליד-אין, ואז דעך.
  • (ב) [15] ,0) ,בינומיאל: 1FLT יוצר צד נמוך מאוד, אך מרחיב את הדבורה העיקרית באופן משמעותי; לעתים רחוקות בשימוש בפועל בשל יעילות נמוכה.

אמברוז מפיץ ביעילות את הצמצם היעיל, צמצום הרווח על ידי 1–3 dB בהתאם לחומרת ה-FLT:0-30 dB Chebyshev Taperph1 על מערך של 20, את הישירות טיפות מ-13Bi ל-11.5 dBi.

המונחים: non-Uniform Element Spacing

במקום לקליטת הדגימות, ניתן לשנות את עמדות היסוד – טכניקה הנקראת (FLT:0sparseFLT:1 או FLT:2thinnedFLT 3 ⁇ s. non-uniforming Spacing משבשת את המחזוריות שגורמת לזיהומים דקים ויכולה להוריד את נקודות השיא ללא רווח הקשור למערך מבוזר, אך עשויה לדמיון סימולציה של 50B, כולל אלגוריתמים פעילים).

שלב במשקל ו- Null Steering

התאמת השלב של אלמנטים בודדים יכול להציב אפסים בכיוונים של מקורות התערבות.זה יעיל במיוחד במערך הסתגלותי. בעוד ששלב משקל אינו מדכא ישירות את כל הצדבים, זה יכול ליצור נקודות עמוק בזווית מסוימת, צמצום ההשפעה של התערבות חזקה. גיאומטריה משפיע על רוחב אפס ועומק: מנגנונים עם אמפרים גדולים יותר יכולים לייצר אפסים צרים.

ארוני צורה ו-Aperiodic Layouts

מערך מעגלי ואלפטיאלי מייצר באופן טבעי צדולי שיא נמוכים יותר מאשר מערכים ליניאריים אחידים כי הגיאומטריה שלהם שוברת את מצב ה-Lobe המחוספס ב-Azimuth. A Planar עם גבול מעגלי (במקום מלבני) גם מפחיתה השפעות דיפרציה מפינות, מורידה את נקודות הצד ליד ה-Aam הראשי.

ההרחבה: Balancing Main Lobe Gain ו- Side Lobe Suppression

כל טכניקת דיכוי מגיעה בעלות להרוויח או להיותהמומידלית.ה-FLT:0taper יעילותFLT:1 מגדירה זאת: זהו היחס של הישירות בפועל לבימוי של קצבה מוארת אחידה של אותה גודל. עבור מערך ליניארי, יעילות מקלה נעה בין 100% (uni) עד 40% עבור זינוק בינארי חמור חייב לבחור דרישות על בסיס מערכת ישר על בסיס מערכת.

צ'בישאר מול טיילור במשקל

משקל צ'בישייב ממזער את רוחב הלובבה העיקרי עבור רמה מסוימת של צדולה, מה שהופך אותו אידיאלי עבור יישומים הדורשים רזולוציה זוויתית גבוהה, כגון מכ"ם מונופולזה.עם זאת, מבנה הצדדי שווה מתפזר אנרגיה לתוך זוויות מרוחקות, אשר יכול להיות בעייתי עבור מערכות עם קלוטר חזק בזווית מסוימת.טייל, עם צדדיה מתפוררות, לעתים קרובות מספק פשרה טובה יותר: כמות קטנה של 10 ק"מב) נמוך יותר עבור רוחב נמוך יותר (k) נמוך יותר עבור רוחב נמוך יותר עבור רוחב Svdb נמוך יותר.

המונחים: Linear Array for Weather Radar

שקול מערך ליניארי 32-element עבור מכ"ם מזג אוויר פועל ב 3 GHz (λ= 10 ס"מ) עם אחידה של 0.5 λ ומדליק אחיד amplitude, הישירות היא - 15 dBi והצד הראשון ב -13 dB. כדי להימנע מדיקות כוזבות ממגבלה קרקעית, - 30d Sidelobes נדרשים.

ההרחבה Sprse Array Trade-Offs

חישוב מערך מפחית את מספר המרכיבים (ולכן עלות ומשקל) תוך שמירה על גודל הצמצם. A מערך דק עם 50% מקוב יכול להשיג רוחב צמח עיקרי דומה למערך מאוכלס לחלוטין, אבל צדולי השיא עשויים לעלות -10 dB אלא אם כן מותאם אישית. עם מיקום ארכאי זהיר (למשל, באמצעות מקל צפיפות), צד ממוצע של דחיסות של -20 הם עדיין עלייה של חומרה גבוהה יותר, אם כי הוא עדיין גבוה יותר רזולוציה גבוהה יותר.

Geometries for Enhanced Performance

יישומים מודרניים דוחפים את הגבולות של גיאוגרפיות מסורתיות.מספר תצורה מתקדמת מציעים מרחבים מקצועיים משופרים.

אריות דקים וספארים

(ה) מחיקת חלקיק של אלמנטים מהרשת הרגילה.החיסכון בעלויות, משקל וצריכת חשמל הוא משמעותי.האלגוריתמים אופטימיזציה יכולים למקם אלמנטים פעילים כדי למזער את נקודות השיא.לדוגמה, מערך תכנון ספארי עם FLT:0100 אלמנטים FLT:1 מבוזר מעל 20 λ x 20λ aperture יכול להשיג רוחב של FLT2-18B פסגות עם MW מלא של 400-Fal להיות שווה ל- 300.

MIMO Array Geometries

מערכות מכ"ם ותקשורת מרובות (MIMO) מרובות-input מרובות- ⁇ (MIMO) משתמשות במערך וירטואלי שנוצר ממשלוח ומקבל אלמנטים. על ידי מינוף מיקומים גאומטריים שונים של רכיבי TX ו- RX, הצמצם הווירטואלי יכול להיות גדול הרבה יותר מאשר הפיזי. A קלאסית MIMO משתמשת במערך ליניארי אחיד עבור TX ו- RX, מופרד על ידי אורכי גל מרובים, כדי ליצור מערך וירטואלי עם פתרון זווית משופר ומופעי של ביצועים גמישים ו-ה להיות מסוגל למנוע את ה- RbeX.

רפורמות ו-3D Arrays

(ה) ⁇ על פני השטח מעוקלים (למשל, cylindrical, spherical) יכול לשמור על צדי נמוך על זוויות סריקות רחבות (למשל, מערך spherical, למשל, מספק סימטרי דבורים בכל הכיוונים ללא עיוות צורה של קרן, כל עוד דפוסים אלמנט מתאימים.

סימבול, מדידה ושיקולים מעשיים

חיזוי ואמת ההשפעה של גיאומטריה מערך דורש כלים מתוחכמים.

מודלים אלקטרומגנטיים

פתרונות גליים מלאים (למשל, HFSS, CST, FEKO) תואמים את ההפיכה ההדדית בין אלמנטים, אשר יכול לשנות באופן משמעותי את התבנית מחיזוי המערך הפשוט. coupling שינויים אלמנט מכשולים ומרכזי שלב יעילים, במיוחד עבור ספא קטן או לא מתוכנן גיאוגרפיות. מהנדסים חייבים לזרז גיאומטריה ולהציל את הביצועים הרצויים של קוביות ולהשיג את הביצועים הרצויים.

מדדים ב-Anechoic Chambers

פאר-פילד או ליד שדה סריקה מדידות לאמת את העיצוב.עבור מערךים גדולים, טכניקות ליד שדה להפחית את מרחק מדידה הנדרשת. מטרות אופייניות: לאמת את הרווח של FLT:0main lobe בתוך ±0.5 dBirFLT:1 של סימולציה, ולהאשר כי רמות צדו נשאר מתחת לסף שצוין על נפח סריקה המיועד.

המונחים: coupling Mitigation

במערךים צפופים (spacing < 0.5λ), הפיכה הדדית יכולה להעלות צדוליים ולהקטין את היתרונות.טכניקות כגון רשתות decoupling, עיצוב מטוסים, או אופטימיזציה של דפוס אלמנט נדרשים לעתים קרובות. עבור מערך מעגלי ארוז הדוק, דפוס ההפיכה הוא לא סימטרי ודורש קיטוב זהיר.

מסקנה

הגיאומטריה של מערך אלמנט אנטנה אינה רק פריסה מכנית – זהו הגורם המגדיר שמעצב את דפוס הקרינה. Element Spacing, סידור, סוג של מיפוי מפוספס, ומשקל כל אינטראקציה כדי לקבוע את הרווח הראשי של lobe ואת רמת הדיכוי של צד lobe.אין גיאומטריה אחת אופטימלית עבור כל היישומים; העיצוב הטוב ביותר עולה ממערכות מסחר מכוונת בין, bemwaidth, ו-iOS פתוח, נשאר ביצועים גבוהים, כמו תצורה מתקדמת, כמו תצורה מתקדמת, כמו תצורה מתקדמת, כמו תצורה מתקדמת, ו-heMO פתוח, כמו גם תכונות גיאומטרידות.

(ב) לקריאה נוספת, ייעוץ (FLT:0)Balanis, תאוריה של אנטנה 1 (Antenna Theory of EmveFLT:2FLT 3: 3 עבור תורת יסוד, FLT:4 Antenna-theory.comFLT:5 עבור דוגמאות מעשיות, ו- IEEE עסקאות עדכניות על Antennas ו-Proagation ניירות על מערך התאמות ועיצובים על ידי המאסטרים של המהנדסים הבין-הת המהנדסים, אשר יכולים לענות על האנטנסרב-ידי המהנדסים המודרניים, אשר יכולים לספק את המהנדסים המודרניים, האנטנסלחים, האנטנסלחים, ולהוביל את האנטנסרב-הנדסים, ומהנדסים, ולהוביל את האנטנסרבגיאוניות, ותכניות.