Розрахунок дальньої зони

Дальня зона – це область, кожна точка якої віддалена від будь-якого елемента антенної системи на відстань, набагато більшу як за довжину хвилі λ, так і за розмір антенної системи L.

Згідно з рис.2.3

, (2.1)

де r - відстань від точки 0, обраної початком координат, до точки спостереження М; ρ_n - відстань від початку координат до n-го випромінювача; θ_n - кут між радіусами-векторами ρ_n і r.

·5

2· n · r_n

·1 ρ_n M

4· Φ_n ·6

3· r

·N

Рис. 2.3. Спосіб визначення дальньої зони

За умови, що відстань від антени ρ_n < r, і (2.1) можна розкласти в ряд за зростаючими степенями ρ_n / r :

.

Через різницю ходу (r_n – r) виникає зсув фаз Δψ полів, що надходять у точку М від джерел, розташованих у точках n і 0. Він дорівнює

.

Радіусом дальньої зони R_Д називається така відстань, за якої можна вважати, що

.

Радіус дальньої зони повинен задовольняти нерівність

, (2.2)

де L = 2ρ_{n max} – найбільший розмір антенної системи.

Формула (2.2) слушна, якщо вважати, що похибка у визначенні напруженості поля не перевищує 1%. Ця умова рівносильна припущенню про паралельність променів, що з'єднують будь-яку точку антенної системи з точкою М у дальній зоні.

Такі міркування щодо визначення R_Д = R_min слушні за умови, що вимірювання проводиться із використанням допоміжної неспрямованої антени. Вони також слушні, якщо лінійний розмір допоміжної антени L_доп значно менший, ніж лінійний розмір досліджуваної антени L_досл і навпаки. У таких випадках у формулу (2.2) підставляють розмір більшої антени. Якщо допоміжна антена та досліджувана мають приблизно однакові розміри, то слід визначити похибки у вимірюваннях параметрів окремо для кожної антени й потім додати їх.

На рис.2.4. зображена досліджувана антена АВ і на відстані r від неї допоміжна антена А'В'. Кут, під яким видно антену А'В' з центра антени АВ, дорівнює

.

Цей кут повинен бути значно меншим за ширину головної пелюстки ДС досліджуваної антени, тобто β << 2θ₀.

Якщо вважати максимально допустимим значенням

,

одержуємо вираз для R_min:

. (2.3)

Для гостроспрямованих антен

. (2.4)

Підставляючи (2.4) у (2.3), маємо

. (2.5)

Формула (2.5) застосовується, якщо отримане з її допомогою значення R_min більше, ніж отримане за формулою (2.2).

А

А'

β

L_досл r L_доп

В'

В

Рис. 2.4. Спосіб визначення R_min

Якщо обидві антени слабоспрямовані, то вимірювання слід проводити у хвильовій зоні антени. На практиці це означає, що

R_min = λ , при L<λ/2,

R_min = 2L_m , при λ/2<L≤λ,

де L_m - найбільший лінійний розмір антени. При L > λ слушна формула (2.4) або (2.2).

Схема вимірювальної установки

Для вимірювання характеристик антен використовується панорамний вимірювач коефіцієнтів стоячої хвилі та послаблення типу Р2, до складу якого входять індикатор Я2Р-67 і генератор коливальної частоти ГКЧ-61 з відповідним обладнанням. Стандартна схема вимірювальної установки наведена на рис.2.5.

Калібрування вимірювальної установки проводиться згідно з технічною документацією.