Как правило, уровень гармоник в оконечных усилительных каскадах обычно не превышает –10…–20дБ, но характеристики антенн на частотах гармоник могут существенно отличаться от характеристик на рабочей частоте, и уровень побочного излучения может быть существенным с точки зрения ЭМС [14]. Поэтому для анализа характеристик ЭМС антенн необходимо создание моделей, адекватно описывающих работу антенны как на основной частоте, так и на гармониках, что возможно только с помощью строгих электродинамических методов [15]. Количество публикаций, посвященных этим вопросам, невелико. Так, в [16, 17] предложен приближенный способ расчета ДН и КУ на гармониках линейной волноводно-щелевой решетки (ВЩР), в [18] приведены результаты численного эксперимента по определению средней ДН зеркальной антенны с рупорным облучателем, возбуждаемой спектром высших типов волн. Как установлено в [18], направления максимального уровня излучения на частотах гармоник не выходят за пределы главного лепестка ДН на основной частоте. В [15] предложен метод расчета ЭМС-параметров антенн (ДН, КНД, КУ) на гармониках основной частоты с детерминированными и случайными комплексными амплитудами возбуждения, плотность распределения которых описывалась обобщенным квазинормальным законом распределения.
В [19] обобщены экспериментальные данные, полученные для зеркальных антенн в виде несимметричной вырезки параболоида при различных типах облучателей (Е-секториальный и пирамидальный рупоры, сегментно-параболический облучатель, полуволновый вибратор и т.д.) и различном конструктивном исполнении отражающей поверхности (сплошная и сетчатая) в широкой полосе частот (0.12…6)fраб. Здесь сформулированы, по-видимому, наиболее общие закономерности изменения характеристик ЗА в широкой полосе частот: направленные свойства ЗА сохраняются в широкой полосе частот и основная энергия излучения на гармониках сосредоточена в угловом секторе, соответствующем ДН антенны на рабочей частоте; с повышением частоты сужается основной лепесток ДН и возрастают уровни боковых лепестков; степень подавления неосновного излучения, в первую очередь, определяется типом облучающего устройства и схемой его возбуждения.
Существенное влияние на параметры излучения оказывает тип облучателя. При резонансном облучателе на частотах выше рабочей КУ антенны значительно уменьшается как для основной, так и при ортогональной поляризации излучаемого поля. При нерезонансном облучателе КУ на гармониках и на рабочей частоте практически соизмеримы в случае основной поляризации и значительно снижены (до –30дБ) для ортогональной поляризации. На частоте ниже рабочей КУ антенны, как правило, ниже чем на fраб.
При исследовании ЗА с круговой поляризацией показано, что незначительное отклонение частоты от рабочей приводит к нарушению круговой поляризации поля из-за изменений условий формирования поля в раскрыве облучателя.
В большинстве работ по исследованию характеристик антенн в диапазоне частот рассматриваются лишь частные вопросы, по настоящее время отсутствуют полные и обобщенные материалы о характеристиках антенны РЭС за пределами рабочего диапазона в широком диапазоне частот. Для экспериментального исследования параметров ЭМС антенн хорошие результаты дает импульсный спектрально-частотный метод, позволяющий непосредственно исследовать углочастотные характеристики антенн практически для всего радиодиапазона [20]. Но теоретических и экспериментальных сведений о реакции антенн на входные сигналы вне рабочей полосы или импульсные помехи недостаточно для разработки достоверных общих моделей.
Приемные антенны ЛА работают в сложной помеховой обстановке и уровни помех могут достигать 140…160дБ относительно чувствительности приемных устройств, в результате могут возникнуть различные нелинейные искажения (блокирование, интермодуляционные, перекрестные искажения и т.д.) [21]. При воздействии на приемную антенну блокирующей помехи большого уровня происходит изменение ее амплитудной ДН и фазовых характеристик (изменение ширины главного лепестка, появление паразитных лепестков ДН, возникают дополнительные амплитудно-зависимые фазовые сдвиги) [22].
Во многих случаях излучающие системы располагаются под радиопрозрачными укрытиями. В [16] проанализировано влияние параметров обтекателей на КУ ВЩР на гармониках: на второй гармонике изменение КУ мало, на третьей – дополнительное ослабление КУ на 5...7дБ происходит из-за фазовой неоднородности апертурного распределения. Влияние укрытия можно учесть с помощью множителей h4,5(f). Использование радиопоглощающих укрытий приводит к изменению всех параметров антенны (согласования, направленных свойств, увеличению уровня бокового излучения) [23,24]. Связано это, в основном, с искажением амплитудно-фазового фронта волны, прошедшей через укрытие и с рассеянием энергии, отраженной от поверхности обтекателя. Поэтому при проектировании обтекателей применяют специальные меры по оптимизации формы укрытия, выбору материалов с целью снижения дополнительного фона излучения [23], уменьшению коэффициента отражения от обтекателя. Имеется ряд технических решений этой задачи, одно из которых состоит в использовании радиопоглощающего материала так, чтобы отраженная от обтекателя волна фокусировалась в месте расположения радиопоглощающих материалов (РПМ) и поглощалась в нем [25].
1.2.6. Поляризационный фактор
При эксплуатации РТК возможны только следующие взаимные комбинации поляризаций поля антенн ПРД и ПРМ:
– обе антенны линейной поляризации;
– одна из антенн линейной поляризации, а вторая – эллиптического левого (ЛВ) или правого (ПВ) вращения;
– обе антенны эллиптической поляризации, совпадающих или противоположных направлений вращения ЛВ(ПВ), ЛВ(ПВ) или ЛВ, ПВ.
При оценке ЭМС на начальном этапе можно пользоваться следующей оценкой ослабления электромагнитного поля за счет различия поляризаций [2]:
Таблица
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.