Между передающей и приемной антеннами располагается металлический экран, который выступает над плоскостью антенн или используются уже имеющиеся выступающие элементы конструкции. По данным [102], при использовании такого экрана высотой l можно достичь ослабления примерно 20 дБ в полосе частот с перекрытием 1,5. В [103] предложен способ ослабления ЭМ связи между антеннами при помощи продольных проводящих пластин, установленных между антеннами вдоль линии связи в Е-плоскости. Возможность ослабления бокового излучения апертурных антенн в этом случае связано с интерференцией волн от кромок антенны и краев пластины. Варьируя амплитудно-фазовые соотношения между этими волнами путем изменения геометрических размеров пластины, можно в некоторых направлениях достичь снижения излучения на 10–15 дБ.
В [104] показана возможность уменьшения взаимной связи антенн, расположенных на краю проводящей полуплоскости с помощью продольных (в случае, когда вектор Е параллелен полуплоскости) и поперечных (вектор Н параллелен полуплоскости) дифракционных экранов. Имеется также ряд других работ, в которых рассмотрены вопросы уменьшения взаимной связи антенн с помощью дифракционных экранов [105,106].
Использование РПП и ребристой структуры
На металлической плоскости между антеннами располагают поглощающий слой (РПП) [107] либо ребристую структуру [101]. При использовании поглощающего слоя ослабление поля можно рассчитывать по формуле Шулейкина-Ван-дер-Поля, согласно которой при малых расстояниях ослабление пропорционально расстоянию, а при больших – квадрату расстояния. Как показывают эксперименты по измерению развязки между двумя щелевыми антеннами, наибольшее ослабление, получаемое при расстоянии между антеннами l, равно примерно 30…35дБ, что соответствует дополнительной развязке по сравнению со случаем металлической плоскости 10…15дБ.
2.3.2. Принципы обеспечения развязки антенн при использовании
ребристых периодических структур
При использовании для развязки ребристой структуры с индуктивным импедансом, постоянным по длине, большой развязки получить не удается, поскольку по импедансной поверхности распространяются поверхностные волны. Если же использовать ребристую структуру с емкостным импедансом, то поле на достаточном удалении спадает обратно пропорционально расстоянию в степени 3/2.
Как отмечалось ранее, под критерием развязки понимается степень ослабления в точке расположения приемной антенны той составляющей поля, которая определяет интенсивность возбуждения приемной антенны выбранного типа. Так, для щелевой приемной антенны такой составляющей поля будет тангенциальная к щели составляющая магнитного поля передающей антенны; для вибраторной приемной антенны – составляющая электрического поля, тангенциальная к оси вибратора. Поверхностные "развязывающие" устройства расположены вне антенны на поверхности объекта по линии связи антенн с целью уменьшения уровня приповерхностного поля. Подобные меры необходимы лишь для поля с поляризацией, перпендикулярной поверхности объекта. Поле с параллельной к металлической поверхности поляризацией равно нулю на этой поверхности, а под малыми углами к ней ослабевает как (kr)-2.
Работу развязывающих устройств на основе ребристых структур проще всего изучать с помощью импедансного подхода. Для этого введем понятие поперечного поверхностного импеданса Z^, равного отношению взаимоперпендикулярных касательных к поверхности компонент электрического и магнитного векторов поля. В этом случае может существовать волна, которая для плоской поверхности с постоянным распределением импеданса имеет вид
А ехр[–aу – igг],
где z, х – продольная и поперечная декартовы координаты на импедансной плоскости),
.
Если Z^ имеет индуктивную мнимую часть, то амплитуда поля при наличии потерь в подстилающей поверхности будет пропорционально уменьшаться как по у, так и вдоль направления распространения z. Если же импеданс чисто реактивный отрицательный (емкостной), то амплитуда поля, минимальная у поверхности и равная нулю лишь при у = 0, возрастает при удалении от нее по нормали у, т.е. волна, оставаясь замедленной, будет псевдоповерхностной. Возрастание развязки приповерхностных антенн при этом будет обусловлено снижением уровня сигнала связи, в первом случае за счет омических потерь, во втором – за счет уменьшения приповерхностного поля. Реальная развязка между антеннами определяется не только развязывающей структурой, но и вкладом от всего поля, возбуждаемого передающей антенной, а оно помимо поверхностных и псевдоповерхностных будет также содержать и пространственные волны.
В [107] показано, что применяя ребристую развязывающую структуру, можно обеспечить значительно более высокую развязку, чем с использованием магнитодиэлектриков.
Теоретически, применяя в развязывающей структуре быстропеременный импеданс, можно получить еще более быстрое убывание поля с расстоянием [101]. Однако практически вряд ли можно это реализовать, поскольку такие импедансы весьма чувствительны к неточностям изготовления и изменению частоты, не говоря уже о том, что само понятие импеданса в этом случае теряет смысл. Максимальная величина развязки между антеннами будет ограничиваться рассеянием на кромках ребристой структуры (аналогичные эффекты вызывает и неточность изготовления структуры, особенно при использовании в ней резонансных элементов). Кроме того, независимо от условий размещения антенн, возрастание развязки свыше 130...140дБ ограничивается связью антенн вследствие рассеяния поля излучения на неоднородностях в атмосфере.
Одной из важных характеристик развязывающей структуры является полоса частот, в которой обеспечивается допустимая развязка. Это ограничение имеет место, главным образом, со стороны низких частот и характерно для магнитодиэлектрических развязывающих структур. В ряде других случаев принципиально ограничивается ширина полосы. Так, например, в случае ребристой периодической структуры с прямоугольными канавками шириной а и глубиной d при периоде структуры b, когда импеданс приближенно равен [108]
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.