Эффективная поверхность и характеристики направленности антенной решетки в режиме приема сверхширокополосных сигналов

Abstract

Получены соотношения для расчета эффективной поверхности (ЭП) произвольной антенной решетки, принимающей сверхширокополосный (СШП) сигнал, которая представлена как функция от направления прихода электромагнитной волны и ширины спектра сигнала. Полученные соотношения использованы для численного анализа ЭП и диаграмм направленности (ДН) плоской антенной решетки из 5×5 элементов над экраном, которая может служить прототипом секции фазированной антенной решетки радиотелескопа декаметрового диапазона волн. Приведены ДН этой решетки, рассчитанные для плоскостей E и H. Показано, что максимальная ЭП антенной решетки, принимающей СШП сигнал, близка по величине к ЭП на центральной частоте рабочей полосы, а ее угловая зависимость в результате частотного усреднения приобретает сглаженную форму, безлепестковую вне области главного лепестка с заметно уменьшенным уровнем.

Одержано співвідношення для розрахунку ефективної площі (ЕП) довільної антенної решітки, що приймає надширокосмуговий (НШС) сигнал, яка представлена як функція від напрямку приходу електромагнітної хвилі та ширини спектра сигналу. Одержані співвідношення використано для числового аналізу ЕП і діаграм спрямованості (ДС) плоскої антенної решітки з 5×5 елементів над екраном, котра може служити прототипом секції фазованої антенної решітки радіотелескопа декаметрового діапазону хвиль. Наведено ДС цієї решітки, які розраховані для площин E і H. Показано, що максимальна ЕП антенної решітки, що приймає НШС сигнал, є близька за величиною до ЕП на центральній частоті робочої смуги, а її кутова залежність після частотного усереднення набуває згладженої форми, безпелюсткової поза областю головної пелюстки з помітно зменшеним рівнем.

The relations for effective area calculation of arbitrary antenna array which receives ultra wideband signal are obtained. The effective area is presented as function of direction of electromagnetic wave arrival and signal bandwidth. The relations obtained are used for numerical analysis of effective area and radiation patterns of 5×5 elements planar antenna array placed above a screen, which could be a prototype of decameter wavelength radio telescope phased antenna array subarray. The array radiation patterns calculated for E and H planes are presented. The maximum effective area of antenna array receiving ultra wideband signal is shown to be close to the value of effective area at the central frequency of the range, and its angular dependence due to frequency averaging acquires smooth shape, being lobeless out of the area of the main lobe with significantly decreased level.