Element Dizi Geometrisinin Side Lobe Suppression ve Main Lobe Win
Anten dizileri modern iletişim, radar ve algılama sistemleri temel bir temeldir. Bireysel radiating elementlerin uzaysal düzenlemesi - dizi geometri - yönetmen olarak ana kirişi, daha düşük istenmeyen yanları yönetmek ve genel verimlilik için temel sonuçları ile ilgilidir. Bu makale, bu parametrelerin ne kadar kötü bir şekilde azaltılabileceğini ve ticari tasarım stratejilerinin nasıl azaltılabileceğini ve tersine çevirebileceğini araştırıyor.
Element Dizi Geometrisinin Temelleri
Dizi geometrisi, bir iki, üç boyutta anten elementlerinin fiziksel düzeni açıklar. En yaygın konfigürasyonlar, element katkılarının müdahalesiyle oluşturulan modeldir - bu multiplies the element pattern to provide the total radyasyon pattern.
Element Spacing ve Izgara Lobe Durum
Element spacing, tek en etkili geometrik parametredir. üniformalı lineer bir dizi için, dizi faktörün maxima açılardan gösterir.(Dört elementler arasındaki faz farkının tam anlamıyla birden fazla akıp giden tepeler:0)2) Bu loblar ana lobdan enerji çalarak ortaya çıkarlar.[Dörtüncü derece yüksek çözünürlükte)
Geometrik Konsülasyonlar ve Onların Desenleri
- [FONT:0)Linear dizileri:[D D D [D D D D x x x x x x x x x x x x x x x x x x x
- [FONT:0]Planar dizileri:[Dönetici:[Dönetici: 0) İki boyutlu kirişli direksiyon ve daha düşük yanlobes, uydu iletişim ve radarda yaygın olarak kullanılır.
- [FONT:0]Circular diziler:[Dönetici:[Dönetici:0)[Döneticiler:[Döneticiler:[Döneticiler:[Döneticiler:) 360° azimut kapsama alanı serileri dönmeden daha yüksek olabilir.
- [FONT:0]Conformal diziler:[Dönetici:[Dönersiz yüzeylere ek olarak, uçak selage, füze burnu). Aerodinamik sürüklenmeyi azalttılar, ancak karmaşık bir faz tazminatını ve desen sentezlerini azaltırlar.
Main Lobe Gain: Geometry Governs Directivity
Ana lob kazanı, serinin istenen yönde nasıl verimli bir şekilde yoğunlaştığının ölçüldüğü bir ölçüdür.Bir dizi için ) izotropik elementler, maksimum doğrudanlık, [[Döneticiler)N, elementler yarı dalga uzun bir sürede tamamen heyecanlı ve uzaylı olduğunda.
Element Spacing Etkisi Doğrudanivite
Wider spacing, etkili bir aperture alanı, doğrudanliği arttırır - üşüttüğü noktaya kadar [Dönetici sayısı, onlara daha büyük bir miktar daha geniş bir ortamdan ayarlandığında, daha geniş bir boşluk ve daha yüksek bir kazanç sağlar. Örneğin, 10element lineer bir dizi ile uygulamaktadır.).).
Fazla ve Kiriş
Ana lob, serideki ilerici aşama değişimleri tarafından belirlenir. Lineer bir dizide, sürekli bir aşama dereceleri iki boyutlu tarama sağlar. Geometrik olmayan yüzeylere - uygun olarak ⁇ = ( ⁇ ⁇ ) /(2TY d)[Dönemli bir düzeltmeler)[tr|saireler için bağımsız bir aşama kontrol sağlar.
Aperture Boyut ve Illumination Verimliliği
Bir dizinin fiziksel aperture – elementleri tarafından kaplı olan alan – doğrudanliğe üst bir sınır.Bire bir aperture için gerçek kazanç, amplifikasyonun ana lobunu genişletme pahasına azaltıldığına bağlıdır.
Side Lobe Suppression: Strategies Geometry'de Köklendi
Side lobları müdahale edebilecek radyasyon deseninde daha fazla zirveye sahip, dizinin yerini ortaya çıkarabilir veya yanlış hedefler yaratır.Suppressing them is important for Radar clutter Redmetry, safe communication, and radio astronomi. Geometry, birkaç baskı tekniğinde merkezi bir rol oynar.
Amplitude Bantring
Serideki eski alıntılar - merkezdeki güçlü, kenarlarda daha zayıf - kenarlarda köşeler içerir: Klasik musluklar şunları içerir:
- [Dolph-Chebyshev: [Dolph-Chebyshev):[Dolph-Chebyshev):[Dolph-Chebyshev):[Dönetici] Belirli bir yanlobe seviyesi için en dar ana lobu geri döndürür (SLL). Tüm yanlobesler yüksekliğe eşittir.
- [Üye:0)Taylor (Taylor n-bar): ) kontrollü bir dizi yakın yanlobes ile düzgün bir musluk sağlar, sonra da eşit yanlobeslerin istenmeyen olduğu bir çürük için tercih edilir.
- [FONT:0)Binom:[Dönetici:[Dönetici: 0,3) Son derece düşük yanlobesler üretir, ancak düşük verimlilik nedeniyle nadiren kullanılır.
Amplitude etkili bir şekilde genişleyen, 1-3 dB tarafından musluk ağırlığına bağlı olarak kazanılır.For aurFLT:0)-30 dB Chebyshev taper 20element dizisinde, doğrudan bağımlılık 13 dBi'den 11.5 dBi'ye kadar düşer.
Non-Uniform Element Spacing
Türbeler yerine, bir element pozisyonu değişebilir - a tekniği olarak adlandırılır [FONTD:0) veya [[Döneticileri:2) veya )) ile ilgili olarak, s. non-uniform spacing kesintiler ve retorikler ile ilişkili 50 kişilik bir dizinle ilişkili olarak en düşük çözünürlükte bulunan bir dizi parçaya sahip olabilir.
Faz Ağırlık ve Null Yöneylem
Bireysel elementlerin fazını ayarlama, müdahale kaynaklarının yönünde çıplak olabilir. Bu özellikle uyarlanabilir dizilerde etkilidir.Tüm yanları doğrudan bastırmasa da, derin çıplaklar yaratabilir, güçlü müdahalenin etkisini azaltır. Geometry özellikle de kullanılabilir çıplaklığı ve derinlikleri etkiler: daha büyük bir boşluk ile diziler dar çıplak üretemez.
Dizi Şekil ve A Termic Layouts
Geometrik ve eliptik diziler, temel kirişlere kıyasla daha düşük tepeler üretiyorlar çünkü geometrisi azimuth. Bir plan dizisi ile bir dairesel sınır (daha dikdörtgenden daha kısa) aynı zamanda, kenardaki etkileri azaltır, ana kirişlere yakın. Conformal diziler, eğri yüzeylerle, daha fazla yanlobe enerjisini kırabilir, ancak karmaşık ağları beslemeli.
Ticaret-Resimler: Ana Lobe Kazanıyor ve Side Lobe Suppression
Her baskı tekniği, aynı büyüklükteki bir açıklık elde etmek için bir maliyetle gelir.:0)tür verimliliği) Bunu ölçmektedir: Sistem gereksinimlerine dayalı gerçek doğrudanliğin oranıdır.
Chebyshev vs. Taylor Kiloing
Chebyshev ağırlıklandırma belirli bir yanlobe seviyesi için ana lob genişliğini en aza indirir, yüksek angular çözünürlüğü gerektiren uygulamalar için ideal kılar, örneğin monopulse radarı. Ancak, eşit yan yapı, enerjiyi belirli açılardan sert bir şekilde karıştırabilir. Taylor ağırlıking, sık sık sık daha iyi bir uzlaşma sağlar: küçük bir miktar ana lob genişliğini feda eder (yaklaşık% 10 daha geniş bir miktar)
Örnek: Hava Radarı için Linear Dizi
3 GHz'de çalışan bir hava radarı için 32-element lineer bir dizi düşünün ( ⁇ = 10 cm). üniforma 0,5 ⁇ ve üniformalı amplitüd, doğrudan sadakat - 15 dBi ve ilk yanlobe -13 dB. zemini doğrudan etkilerden kaçınmak için -30 dB yanlobes gereklidir.
Sparse Dizileri Trade-Offs
Bir dizi incelenen element sayısını azaltır (ve bu nedenle maliyet ve ağırlık) bir süre boyunca bir yoğunluk dokunuşunu kullanarak, ortalama yüzde 50 dolum faktörü ile bir ana lob genişliğine tam olarak bağlı olabilir, ancak üst taraf daha yüksek olabilir - 10dB'ye kadar optimize edilmiş bir yerleştirme (örneğin, bir süreksizlikle) karşılaştırıldığında, ortalama yanlobe elde edilebilir, ancak üst taraf daha yüksek olabilir.
Gelişmiş Performans için Gelişmiş Geometriler
Modern uygulamalar geleneksel geometrilerin sınırlarını zorlar. Birkaç gelişmiş konfigürasyonlar gelişmiş ticaret alanları sunar.
İncelendi ve Sparse Dizileri
İncelenen diziler normal bir ızgaradan elementlerin bir kısmını kaldırır. Maliyet, ağırlık ve güç tüketimi önemlidir. Optimizasyon algoritmaları, üst düzey tarafları en aza indirmek için aktif unsurları kullanabilir. Örneğin, sparse planar with.Q:0100 element dağıtılmıştır).
MIMO Dizi Geometrileri
Birden çok- ⁇ (MIMO) radar ve iletişim sistemleri, birden fazla dalga boyun eğerek ve elementleri ele geçirmekten yaratılan sanal dizileri kullanarak TX ve RX elementlerinin farklı geometrik yerleştirmelerini ve yansı performansı elde etmek için çok daha büyük olabilir.
Conformal ve 3D Dizileri
Bazlı yüzeylerde (örneğin, silindirik, küresel) düşük yanları geniş tarama açılarından koruyabilir. Örneğin, simetrik kirişler, tüm yönlerde şekil bozulması olmadan, uzun süre boyunca çarpık bir şekilde gösterilir.
Simülasyon, ölçüm ve Pratik Yönler
Dizi geometrisinin etkisini tahmin etmek ve doğrulamak sofistike araçlar gerektirir.
C ⁇ Elektromanyetik Modelleme
Tam dalga çözücüleri (örneğin, HFSS, CST, FEKO), istenen taraf lobunu önemli ölçüde değiştirebilir ve performans elde etmek için gerekli olan elemanların belirlenmesi gerekir. Coupling değişiklikler elementi engelleyici ve etkili aşama merkezleri, özellikle küçük spacing veya planlanmamış geometriler için.
Anechoic Chambers'de ölçüm
Far-field veya yakın saha tarama ölçümleri tasarımı doğrulamaktadır. Büyük diziler için, yakın alan teknikleri gerekli ölçüm mesafeyi azaltır. Tipik hedefler: doğruyu doğrulayın:0)Ana loblar ±0.5 dB[D][D][D][D][D][D][D][D][/D][/D][/D][/D][/FONT=D][/FONT=0}) içinde kazanılır ve bu yanlobe seviyelerinin amaçlanan tarama hacminin altında kaldığını onaylar.
Karşılıklı Mücadele
Yoğun dizilerde (spacing < 0,5 ⁇ ), karşılıklı darbeleyici yanlobes yükseltebilir ve kazanç azaltılabilir. Boşluk ağları, zemin düzlem şekillendirmesi veya element desen optimizasyonu genellikle gereklidir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Bir anten element dizisinin geometrisi sadece mekanik bir düzen değildir - tüm temel loblar ve yan dalın baskı seviyesini belirlemek için en iyi tasarım ortaya çıkar, yüksek çözünürlükte, kirişli, yanlı sistemler için tüm etkileşimler ve yollama yöntemleri.
Daha fazla okuma için, danışma:0)Balanis, [[Döneticiler, [[Döneticiler:2]), temel teori için, [[DördüncüDörtücük performans için,[Döneticiler, · 5 ) Modern kablosuz sistemlerdeki antenler ve yayılım kağıtları ile buluşturan antenler.