Розроблено строгий метод розрахунку взаємних опорів випромінювання та втрат між двома тонкими циліндричними вібраторами з певним розподілом струму, розташованими біля плоскої границі поділу повітря / земля. Одержані вирази мають вигляд інтегралів, тому шукані опори розраховуються з використанням числових методів. Наведено результати розрахунків, що ілюструють залежності взаємних опорів між вібраторами з синусоїдальним розподілом струму над землею від відстані між ними, а також залежності ККД решітки таких вібраторів від кута фазування в E-площині.

Разработан строгий метод расчета взаимных сопротивлений излучения и потерь между тонкими цилиндрическими вибраторами с заданным распределением тока, размещенными вблизи плоской границы раздела воздух / земля. Полученные выражения имеют интегральное представление, поэтому искомые сопротивления рассчитываются с применением численных методов. Приведены результаты расчетов, иллюстрирующие зависимости взаимных сопротивлений между полуволновыми вибраторами с синусоидальным распределением тока, расположенными над землей, от расстояния между ними, а также зависимости КПД решетки таких вибраторов от угла фазирования в E-плоскости.

The technique of calculating mutual radiation and loss reistances between two thin cylindrical dipole antennas with a specified current distribution placed near the air / ground interface is developed. The obtained expressions have integral representations therefore the required reistances can be calculated by using numerical methods. The computed results show the mutual resistances between the half-wave dipoles with sine current distribution, located over the ground, versus distance between them andalso the antenna array efficiency versus a phasing angle in the E-plane.

Розглянуто задачу випромінювання пов'язаних горизонтальних електричних диполів Герця, розташованих близько до плоскої поверхні поділу двох середовищ. Одержано вирази для обчислення взаємного імпеданса, взаємного опору випромінювання та взаємного опору втрат між диполями над грунтом. Подано співвідношення для розрахунку ККД антенної решітки з даних елементів із довільним розподілом струмів на їх клемах. Наведено залежності взаємних опорів між горизонтальними диполям від відстані між ними, а також залежності ККД решітки від кута сканування. Обговорено результати обчислень.

Розроблено метод розрахунку амплітудно-фазового розподілу струму в антенній решітці довільної геометрії, що забезпечує максимум її коефіцієнта підсилення за заданим інтегральним рівнем кросполяризованого випромінювання, для оцінки якого використовується коефіцієнт поляризаційних втрат. Отримано математичні вирази для визначення оптимальних параметрів антенної решітки. Наведено результати числових розрахунків. Запропонований метод можна застосовувати для підвищення поляризаційної розв'язки випромінюючих систем з метою забезпечення їх електромагнітної сумісності.

Разработан метод расчета амплитудно-фазового распределения токов в антенной решетке произвольной геометрии, обеспечивающего максимум ее коэффициента усиления при заданном интегральном уровне кроссполяризованного излучения, для оценки которого используется коэффициент поляризационных потерь. Получены соотношения для определения оптимальных параметров антенной решетки. Приведены результаты численных расчетов. Предложенный метод можно использовать для повышения поляризационной развязки излучающих систем с целью обеспечения их электромагнитной совместимости.

Method for calculating current distribution ensuring the maximum gain in the arbitrary array under the specified integral level of the cross polarized radiation has been developed. Polarization loss factor is used for estimating this radiation level.Relations for the antenna array parameters evaluation have been derived. The computation results are presented. The offered technique can be used for increasing the polarization decoupling of radiating systems in order to supply their electromagnetic compatibility.

Предложен метод определения оптимального возбуждения антенной решетки, который обеспечивает максимум одного из ее интегральных энергетических параметров (коэффициентов направленного действия или усиления, отношения сигнал/шум и т.д.) при заданной величине коэффициента кроссполяризационных потерь. Приведенные численные результаты свидетельствуют об эффективности разработанного метода, который может быть успешно использован при проектировании антенных решеток с пониженным уровнем излучения на волнах паразитной поляризации.

Получены соотношения для расчета максимального и минимального значений коэффициента поляризационных потерь (КПП) антенных решеток произвольной геометрии. Численно проанализированы предельные КПП решетки, работающей на волнах круговой поляризации, в зависимости от ее структуры и числа элементов с учетом ошибок в их размещении и возбуждении.

Індекс рубрикатора НБУВ: З845.47

Рубрики:

Антенні решітки

Шифр НБУВ: Ж15835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлено диаграммообразующее устройство для 5 x 5-элементной секции приемной фазированной антенной решетки нового радиотелескопа ГУРТ, предназначенного для работы в диапазоне частот 10 - 70 МГц. Устройство состоит из шести идентичных модулей, каждый из которых содержит равноплечий сумматор 5:1 с подключенными к его входам дискретными фазовращателями на переключаемых линиях временной задержки. Пять таких модулей суммируют сигналы элементов внутри рядов секции фазированной антенной решетки, а шестой собирает суммированные сигналы рядов. Описан принцип работы диаграммообразующего модуля, приведены результаты его компьютерного моделирования и измерения основных его характеристик. Проведена оценка влияния погрешностей изготовления отрезков линий задержки на энергетические параметры секции и определены допуски на их длины.

Представлены методика расчета и результаты численного анализа параметров активной фазированной антенной решетки (АФАР) Гигантского украинского радиотелескопа (ГУРТ) декаметрового и метрового диапазонов волн, который сооружается в настоящее время вблизи г. Харьков на территории Радиоастрономической обсерватории им. С. Я. Брауде Радиоастрономического института НАН Украины. Методика базируется на матричной теории антенных решеток, сочетающей в себе электродинамический подход к анализу решетки излучателей с методами теории многополюсников СВЧ для описания фидерной схемы АФАР. Приведены и проанализированы результаты численного расчета эффективной площади АФАР и коэффициента передачи, который в случае пассивной ФАР ассоциируется с к.п.д., в широком секторе сканирования луча в диапазоне частот 10 - 80 МГц.

Предмет и цель работы - теоретические и экспериментальные исследования чувствительности по критерию сигнал/шум активной антенны, используемой в качестве элемента ФАР радиотелескопа нового поколения ГУРТ. Предложена математическая модель активной антенны и изложена методика ее применения для расчета чувствительности элемента активной ФАР. Выполнены численные и экспериментальные исследования температур внешнего и внутреннего шумов на выходе элемента активной ФАР радиотелескопа ГУРТ, а также оценена его чувствительность в широком диапазоне частот от 10 до 80 МГц. Заключение: полученное совпадение результатов расчета и эксперимента указывает на корректность предложенной методики численного анализа чувствительности активных антенн, а результаты исследований элемента ФАР подтверждают возможность его эффективного использования при построении антенной системы радиотелескопа ГУРТ.

Предмет и цель работы - определение и теоретическое обоснование круга астрофизических задач, которые могут быть эффективно решены с помощью малоразмерных радиотелескопов. На основании теоретического анализа и научных результатов, полученных на низкочастотных радиотелескопах УТР-2 и УРАН, рассчитаны необходимые параметры наблюдений и конфигураций набора малоразмерных радиоастрономических антенн, являющихся частью строящегося в настоящее время Гигантского украинского радиотелескопа. Доказано, что круг задач, которые эффективно могут решать малоразмерные радиотелескопы на низких частотах, очень широк - от исследований Солнца до поиска космологических эффектов, связанных с линией нейтрального водорода в ранней Вселенной для больших красных смещений. Рассчитаны параметры наблюдений (длительность, временное и частотное разрешение), а также указаны необходимые конфигурации антенн и режимы (интерферометрический или аддитивный), которые требуются для решения каждой конкретной задачи. Показано, что на этапе строительства гигантского радиотелескопа и постепенного ввода в строй его новых секций может быть решен целый ряд важных астрофизических задач. По мере добавления все новых и новых секций будут отрабатываться методика наблюдений и совершенствоваться методы обработки данных.

Цель работы - теоретические и экспериментальные исследования шумовой температуры субрешетки активной фазированной антенной решетки (АФАР) низкочастотного радиотелескопа нового поколения ГУРТ. Разработана математическая модель АФАР в виде каскадного соединения двух шумящих многополюсников, один из которых поставлен в соответствие решетке диполей над реальной землей, а второй - диаграммообразующей схеме. Электрические параметры этих многополюсников описываются матрицами рассеяния, а шумовые - ковариационными матрицами спектральных плотностей шумовых волн. Получены расчетные соотношения, позволяющие выполнять анализ полной шумовой температуры субрешетки АФАР радиотелескопа ГУРТ с корректным учетом всех имеющихся в ней источников шума и их взаимной корреляции, обусловленной взаимодействием диполей в решетке. Выполнены численные и экспериментальные исследования шумовой температуры на выходе субрешетки АФАР радиотелескопа ГУРТ, которые позволили оценить соотношение между температурами внешних и внутренних шумов в рабочем диапазоне частот от 8 до 80 МГц при сканировании луча в верхней полусфере. Показано, что внешняя шумовая температура субрешетки более чем на 6 дБ превышает внутреннюю в полосе частот шириной примерно 65 МГц. Получено хорошее согласие результатов расчета и эксперимента, которое подтверждает корректность разработанной модели субрешетки и эффективность предложенной методики численного анализа ее параметров. Заключение: выполненные в работе исследования подтверждают возможность эффективного использования данной субрешетки как базовой ячейки АФАР низкочастотного радиотелескопа, а в случаях, когда радиоастрономические наблюдения не требуют высокого углового разрешения, в качестве самостоятельной антенны радиотелескопа. Результаты представленной работы могут быть полезны при разработке и исследованиях АФАР декаметрового и метрового диапазонов волн.

Цель работы - теоретические исследования изменений чувствительности элемента фазированной антенной решетки (ФАР) радиотелескопа нового поколения ГУРТ, обусловленных сезонными колебаниями параметров грунта. Для исследования элемента ФАР ГУРТ, состоящего из диполя и малошумящего усилителя, использована математическая модель активной антенны в виде четырехполюсника, электрические параметры которого задаются матрицей рассеяния, а шумовые - ковариационной матрицей спектральных плотностей шумовых волн. Такая модель позволяет выполнять корректный анализ отношения сигнал/шум на выходе активной антенны с учетом внешних и внутренних источников шума. Выполнен численный анализ характеристик элемента активной ФАР радиотелескопа ГУРТ в широком диапазоне частот 8 - 80 МГц. Установлено, что сезонные колебания параметров грунта, диэлектрической проницаемости и удельной проводимости, составляющие около 8 и 6 дБ соответственно, оказывают наиболее заметное влияние на КПД диполя и коэффициент его согласования с малошумящим усилителем. Вариации обоих этих параметров достигают 3 дБ, однако они противоположны по знаку, поэтому их влияние на чувствительность активной антенны практически взаимно компенсируется. В результате показано, что сезонные изменения параметров грунта не приводят к существенным вариациям чувствительности активной антенны, размах которых в большей части диапазона частот составляет примерно 0,5 дБ и только с приближением к нижней его частоте возрастает примерно до 1,5 дБ. Проведенные в работе исследования показали, что сезонные колебания электрофизических параметров грунта приводят к небольшим вариациям чувствительности элемента ФАР ГУРТ, не превышающим +-0,75 дБ, которые не могут заметно повлиять на качество радиоастрономических наблюдений. Результаты могут быть полезны при разработке и исследованиях приземных активных ФАР, предназначенных для работы в диапазонах метровых и декаметровых волн.