Электромагнитная совместимость радиоэлектронных устройств: Конспект лекций, Часть 1 (Рассмотрены методы обеспечения электромагнитной совместимости с помощью антенной техники), страница 10

Получение необходимых распределений F(u) приводит к изменению коэффициента использования площади (КИП) антенны, при этом уменьшение уровня боковых лепестков ДН приводит к уменьшению КИП. Так, обеспечение их уровня ниже –40 дБ связано с уменьшением КИП до 30... 40%.

Наилучшими показателями по КИП обладает равномерное распределение, однако уровень первого бокового лепестка такой ДН составляет –13,2 дБ относительно главного максимума. При неопределенной электромагнитной обстановке, когда направления воздействий помех равновероятны, целесообразно ставить задачу о формировании ДН с заданными уровнями боковых лепестков. Наилучшим, обладающим минимальной шириной главного лепестка, является дольф-чебышевское распределение. Специальные виды распределений (например, для прямоугольной апертуры косинус-квадратные, для круглых раскрывов – Бесселевы распределения на пьедестале) дают существенный выигрыш в зоне ближнего бокового излучения. У различных антенн эти распределения могут быть реализованы по-разному. Так, у однозеркальных антенн такое распределение достигается выбором соответствующей направленности излучателя, у двухзеркальных оно может быть реализовано с помощью соответствующих профилей контррефлекторов. Для антенных решеток необходимое распределение обеспечивается как размещением антенных элементов, так и соответствующим амплитудно-фазовым распределением, их питанием.

Наличие в облучателе элементов фидерного тракта приводит к деформации направленных свойств (появление в апертуре затененных участков и рассеянием энергии на затененных элементах), к росту боковых лепестков (наиболее существенный рост наблюдается для боковых лепестков с нечетными номерами, на фоне возможного уменьшения лепестков с четными номерами). При распределениях спадающих к краям влияние затенения оказывается значительным. Поэтому необходимо использовать специальные распределения, зависящие от величины затенения. Следует отметить, что для любых функций распределения уровень дальних боковых лепестков будет определяться влиянием затенения и уменьшаться не быстрее чем , где а – размер раскрыва в этой плоскости [65]. В тех случаях, когда направление прихода мешающего сигнала известно заранее и синтезированием специальных распределений можно обеспечить интенсивное подавление бокового излучения в окрестности помехоопасного направления [25].

Математическая теория синтеза антенн в различных постановках разработана достаточно глубоко [59–67]. Синтез ДН позволяет значительно улучшить помехозащищенность антенны. Однако практическая реализация такого подхода требует значительного усложнения антенны и должна предусматривать возможность управления распределением поля в раскрыве. В [52], например, для частичного улучшения  развязки антенн предложено выполнять фазовую оптимизацию (регулировку фазовых соотношений).

Во многом помехозащищенность ЗА определяется характерис-тиками слабонаправленных антенн (облучателей ЗА), именно облучатели ЗА формируют амплитудно-фазовое распределение поля в раскрыве. Существенно можно изменить характеристики рупорных облучателей, используя различные разновидности рупорных антенн (РА): РА с канавками (позволяет синтезировать ДН куполообразной формы с низким УБЛ); РА с диэлектрическими втулками (позволяет реализовать практически любую форму ДН), РА с изломом образующей (синфазные и расфазированные) [25,68]. Недостатком первых двух модификаций РА является сложность конструкции, высокие требования к точности выполнения, узкий рабочий диапазон частот, невозможность использования при больших значения мощности [25]. Одним из способов уменьшения бокового излучения  рупорных антенн является нанесение поглощающего материала на стенки рупора или насадки, установленные перпендикулярно его раскрыву. В первом случае, наряду со снижением уровня бокового излучения наблюдается изменение КУ и формы главного лепестка ДН, во втором случае сектор подавления ограничивается задним полупространством. Более эффективным способом является установка рупора внутри  поглощающих туннелей, но при этом значительно увеличиваются геометрические размеры антенны. При использовании пирамидальных и конических поглощающих насадок с оптимальным углом раствора можно добиться значительно уменьшения уровня бокового излучения ( на 10 дБ и более) в широком секторе углов (80⁰£Q£180⁰) при сохранении КУ, ширины и формы главного лепестка в пределах рабочего сектора [69].

Для снижения уровня первых боковых лепестков используется также затенение части раскрыва радионепрозрачными экранами, которые создают в направлении первого бокового лепестка противофазное поле. При определенных геометрических размерах экранов поле их компенсирует в направлениях первых боковых лепестков поле незатененного раскрыва. Однако это достигается за счет потери коэффициента усиления [70,71]. В [71] проанализирована работа ЗА, в раскрыве которой  расположены радионепрозрачный экран секторного вида. Их использование приводит к уменьшению КУ на 2дБ. В плоскости подавляемого бокового лепестка наблюдается некоторое увеличение фона дальнего бокового излучения, а в ортогональной плоскости – значительное искажение формы ДН антенны в области апертурного излучения и подъем дальнего бокового излучения. Подобные экраны могут быть выполнены из радиопоглощающего и радиопрозрачного материала. Использование в качестве устройств подавления диэлектрических призм [72], которые осуществляют поворот части волнового фронта в направлении первого бокового лепестка, позволяет снизить уровень излучения в этом направлении на 6…8 дБ при некотором увеличении уровня бокового излучения в остальной части пространства и уменьшении КУ на 0.25…0.5дБ. Более удобной в конструктивной реализации  представляется диэлектрическая линза, размер которой в плоскости  подавления равен размеру раскрыва антенны  в этой плоскости. По данным [70], эффект подавления первых боковых  лепестков составил 6–7дБ при практически неизменном фоне дальнего бокового излучения. Однако потери в КУ составили 1.25дБ с учетом тепловых потерь в диэлектрике.