ليو لينغ، الهندسة، هاو تسنغ

(هندسة الاتصالات، جامعة تشونغتشينغ وتشونغتشينغ 400044)

: على مراحل تصميم هوائي المصفوفة، وزيادة التباعد عنصر هوائي المصفوفة يمكن أن تحسن القرار، ولكن سيكون هناك صريف شعاع هوائي الفص، مقضب فصوص يؤدي multivalue الموقف هدف واضح، الخطأ تتبع جهاز الاستقبال. وهكذا، فإن قيمة معقولة للتباعد عنصر صفيف هو جزء مهم من تصميم الهوائي مجموعة مراحل. أولا، وظيفة نموذج نمط هوائي المصفوفة، مجموعة مستطيلة ثم استخلاص موقف والمصفوفة الثلاثي وصريف مجموعة الفص حدوث عندما عنصر صفيف تباعد الفص مقضب لا يحدث، وأخيرا للتحقق من صحة الاستنتاج عن طريق المحاكاة MATLAB.

: المشابك شحمات، تباعد عنصر صفيف، نمط

: كود TN820 الوثيقة: A معرف المقالة: 0258-7998 (2014) 03-0104-04

حاليا، وقد استخدم الهوائي مجموعة مراحل على نطاق واسع في المجالات العسكرية والمدنية، لتغيير اتجاه شعاع من مخطط الهوائي إشارة المرحلة من خلال تغيير عناصر الإثارة مجموعتها. ويمكن وصف هوائي وظيفة نمط الإشعاع مع اتجاه الرسم قيمة تباعد عنصر ذات الصلة، أي عنصر صفيف تباعد الزيادات لزيادة طول الهوائي الفتحة، وشعاع الهوائي يمكن أن تقلص إلى تحسين القرار من الهوائي. ومع ذلك، لتردد التشغيل الثابتة وزاوية المسح الضوئي، عندما التباعد عنصر صفيف كبير جدا، حقل الإشعاع في مسح مجموعة الخطي، بالإضافة إلى الفص الرئيسي بسبب الحقل تشكيل قوة من الفص الرئيسي من فصوص الإشعاع مماثلة مع متراكبة في الاتجاه الآخر، ودعا كما يليق فصوص. صريف فصوص المحتلة الطاقة الإشعاع، يتم تقليل كسب الهوائي. من فصوص مقضب "رؤية" الهدف والفص الرئيسي "رؤية" الهدف من السهل الخلط، والسبب موقف الهدف غامضة. وإشارة تدخل من دخول المتلقي يليق فصوص يؤثر على سير العمل العادي للنظام الاتصالات وفقا ل. وبالتالي، فإننا يجب أن يتم تحديد معقول تباعد عنصر مجموعة من الهوائي مجموعة مراحل لتجنب مقضب الفصوص. وتركز العديد من المقالات فقط على خطي صريف الفص تحليل ، مع تحليل القليل من مجموعة مستو صريف مشكلة الفص. في هذه الورقة، وأداء الهوائي مجموعة طائرة صريف فصوص التحقق عن طريق تحليل المحاكاة.

هوائي مجموعة نموذج وظيفة نمط

الاتجاهية هوائي واحدة محدودة، ويمكن ترتيب عدد وافر من هوائي وحدات في الجمع بين لتشكيل إشعاع الهوائي مجموعة الاتجاهات لتعزيز بطريقة معينة. عناصر الهوائي مجموعة مستو لها ترتيب مختلف، وترتيب مشترك مع مستطيلة تشكيل مستو مجموعة ودلتا طائرة ترتيب مجموعة. مهما كان تشكيل نموذج وظيفة التي النمط نفسه.

لتبسيط التحليل، يمكننا أن نجعل من الافتراضات التالية :( 1) جميع عناصر مجموعة السعة موحدة الترجيح، أي لا تغير السعة في إشارة يصل عنصر صفيف مختلف؛ (2) عناصر مجموعة هي نفسها وكل هوائي متعدد الإتجاهات عناصر مجموعة لا اقتران المتبادل بين؛ (3) كل من إشارات الحادث إشارات الميدان الآن، جبهة موجة الطائرة تصل مجموعة، (4) وقوع الحادث إشارة على مجموعة أصغر بكثير من عرض النطاق الترددي للإشارة تردد الناقل.

A التكوين اعتصام مجموعة هو مبين في الشكل. FIG السمت، تتراوح 0-2، هو زاوية الملعب في نطاق 0-0،5. إذا كانت إشارة يمثلها متجه لذلك، PL يدل على الإحداثيات ل-عشر عنصرا مجموعة، وإشارات ل عشر عنصرا مجموعة ردت بشأن عنصرا نقطة تأخير يتلقى إشارة الأصلية ل = ATPL / ج، حيث c هي سرعة الضوء .

تلقى ل-عشر عنصرا مجموعة إشارات فيما يتعلق خلايا شعرية الأصلية تلقى إشارة فرق الطور ل = kTpl، في هذا الوقت متجه اتجاه إشارة السمت وزاوية الارتفاع وظيفة يمكن التعبير عنها على النحو التالي:

مجموعة مراحل المرجحة تنفيذ الرقمي، وناقلات الوزن يساوي اتجاه متجه الإشارة المطلوبة:

حيث، 0 و؟ 0 هي زاوية السمت والارتفاع من حزمة الهوائي من نقطة كحد أقصى.

عرض نظرية نتاج مجموعة الهوائي، ونمط عنصر صفيف يساوي نتاج عنصرين مجموعة PE عامل عامل السلطة الفلسطينية، أي :

عناصر مجموعة هي نفسها بسبب هوائي متعدد الإتجاهات، حتى أن اتجاه قوة الحقل في الصورة:

حيث الرموز قيمة مودولو.

2 مستو هوائي المصفوفة صريف فصوص تحليل الأداء

2.1 مستطيلة مجموعة طائرة ترتيب

متباعدة بالتساوي هوائي المصفوفة مستطيلة هو مبين في الشكل 2 تخطيطيا، أي ما مجموعه M N مجموعة من هوائي العناصر المتمركزة على xoy طائرة الهوائي، والعنصر هوائي تباعد في العاشر والاتجاهات ذ هم DX و دى.

لتبسيط التحليل تفعل المادة استبدال التالية:

الصيغة (5) أن مجموعة الوزن ناقلات وطائرة صفيف مستطيل:

جعل

تكساس = TX-tx0، تاي = تاي-ty0

لأنها لا تنظر في ترجيح السعة، ثم وفقا لمعادلة (7) يمكن الحصول عليها في مجموعة مستطيلة هوائي وظيفة نمط :

من المعادلة المذكورة أعلاه، ونمط هوائي المصفوفة مستطيلة يمكن أن ينظر إليه باعتباره نتاج لاثنين من خطي نمط هوائي المصفوفة، ومستطيلة نمط هوائي المصفوفة للحصول على قيمة الحد الأقصى يجب أن تستوفي المعايير التالية:

ص حيث وف أعداد صحيحة.

بواسطة الصيغة (10) يمكن الحصول عليها في الإحداثيات الكروية (بموجب والبقع ؟؟) في الفص الرئيسي وصريف يرضي موقف الفص الصيغة التالية:

2.2 الثلاثي مجموعة طائرة الملعب

ويمكن رؤية مستو مجموعة كترتيب الثلاثي اثنين من مجموعة متداخلة من مستطيل و، كما هو مبين في الشكل. يقع مجموعة الهوائي على xoy الطائرة، لتسهيل التمييز بين اثنين من صفائف عنصر صفيف مستطيل يتم تمثيل الدوائر السوداء والمربعات السوداء. اثنان تباعد مجموعة مستطيلة على طول x و y الاتجاهات، على التوالي 2DX و2DY، والمسافة بين عناصر مجموعة اثنان في اتجاه x، أي، المتاخمة لDX، والمسافة على طول اتجاه Y هو دى. إذا DX = دى، ثم مثلث متساوي الساقين مثلث قائم الزاوية، وإذا دى = DX، ثم المثلث هو مثلث متساوي الأضلاع.

منذ النقطة المرجعية من اثنين مستطيلة مجموعة التوجيه محور س الانحراف الموضعية في الاتجاه العمودي على التوالي DX و دى، لذلك يمكن التعبير عن هذا الاتجاه من مجموعة كاملة بوصفها وظيفة:

وهكذا، فإن اتجاه مجموعة من الطائرة FIG ترتيب دلتا يأخذ قيمة الحد الأقصى يعتمد على شرطين التاليين:

(1) يرضي الصيغة

ص حيث وف أعداد صحيحة.

(2) تلبية ص + س = عدد زوجي.

وجدت أنه عندما ص + س = عدد فردي، بواسطة الصيغة (14) عاملا نمط متكامل B1 يساوي 0، من خلال نظرية المنتج من الاتجاهات FIG من المعادلة (13) يمكن الحصول عليها في جميع أنحاء نمط مجموعة الثلاثي هو أيضا وظيفة من B يساوي 0، والحد الأقصى لا يحدث قيمة. إذا ص + س = عدد زوجي، ونمط متكامل عامل B1) يأخذ القيمة القصوى، ومجموعة كاملة من وظيفة نمط الثلاثي يأخذ قيمة الحد الأقصى.

من التحليل أعلاه، الفص الرئيسي في كروية تنسيق النظام، ويرضي موقف صريف الفص المعادلة:

عندما ينظر إليها في النقطة T هو نقطة كروية بالضبط طائرة سطح الإحداثيات الكروية وحدات الإسقاط على T-الطائرة. لأن T = | خطيئة |، طائرة يرضي T في وحدة المساحة دائرة T = | خطيئة | 1، أي المقابلة لكروية نظام الإحداثيات، ويقع هذه النقطة في المنطقة المرئية من الحزم، ودعا الفضاء الحقيقي. وتسمى منطقة أخرى من الفضاء الافتراضي دائرة الوحدة، أي، لا توجد منطقة واضحة. لالهوائي مجموعة مراحل يتطلب واحد فقط الحد الأقصى النمط المكاني الحقيقي، أي الفص الرئيسي. مراحل حزمة الهوائي مجموعة في حالة المسح الضوئي، أداء الترجمة الفص الرئيسي من المنشأ إلى T0 نقطة على T-الطائرة، وأيضا كل فصوص مقضب تفعل نفس الترجمة.

باستخدام اتجاه جيب التمام TX-تاي طائرة صريف خصائص الفص الهوائي سوف يمكن وصفها، ودلتا ترتيب موقف الطائرة صريف الفص في الهوائي مجموعة TX-تاي وتتحرك الطائرة كما هو مبين في الشكل. من أجل مسح شعاع مرئية عندما ينظر إليها من هذا الرقم، لا يظهر مساحة لجعل فصوص يليق، يجب تلبية الحد الأدنى للمسافة بين الفص مقضب طائرة TX-تاي الفص الرئيسي هو أكبر من 1 + sin0 .

لمجموعة من متساوي الساقين مثلث قائم الزاوية، دون صريف تظهر فصوص على النحو التالي:

3 محاكاة وتحليل النتائج

3.1 مستطيلة مجموعة طائرة ترتيب

إن تعددية صريف الفص يحدث، يتم التحقق من موقف صمام البوابة أيضا صيغة (11). أرقام متكاملة 5 و 6 و 7 يمكن أن ينظر إليه على عنصر صفيف تباعد الزيادات، وتضييق حزمة الهوائي تدريجيا، وزيادة عدد فصوص البوابة.

3.2 الثلاثي مجموعة طائرة الملعب

المثال متساوي الساقين مثلث قائم الزاوية، يتم تعيين الحد الأقصى لزاوية شعاع توجيه الهوائي إلى 0 متساوي الساقين = 0، 0 = 0، وعدد من هوائي العنصر 18، مرتبة وفقا للصيغة مشتقة مثلث قائم الزاوية لا تظهر (19) مستو مجموعة من صريف فصوص DX الشروط < 0.707، دى < 0.707. أولا، يبين الشكل 8 لا يليق هوائي الفص الحزم؛ وثانيا، من خلال الصيغة (18) يمكن حساب DX الموقف، دى = 0.707 عندما فصوص مقضب: يحدث عند عدد وافر من صريف شعاع هوائي الفص، قد يكون موقف الفص مقضب أيضا من صيغة (18 ) التحقق. المتكاملة 8 و 9 و 10 يمكن أن يرى، مع زيادة التباعد عنصر صفيف، وضاقت هوائي شعاع تدريجيا، وزيادة عدد فصوص البوابة.

المبادئ المستمدة من هذا القانون، الهوائي مجموعة مراحل تبين موقف هوائي مستو مجموعة من FIG الطول الموجي صريف تحدث فصوص، لا يظهر العلاقة الرياضية عنصر صفيف تباعد د واتجاه شعاع (0،0) وفي مجموعة من الفصوص صريف في التباعد عنصر صفيف وبعد ذلك باستخدام المحاكاة MATLAB للتحقق منها. وتشير نتائج المحاكاة أنه عند تحديد تردد التشغيل واتجاه شعاع، طالما لا يحدث عنصر صفيف نطاق ضبط التباعد في الفص صريف، يمكن للنمط الهوائي وتجنب بشكل فعال صريف تحدث الفصوص. نتائج المحاكاة التحقق من صحة التحليل النظري، أهمية للتطبيقات الهندسية التوجيهية.

مراجع

شيان رونغ شعاع، هو بنج الدهون، وارتفاع الحديد. هوائي رادار المصفوفة على مراحل بكين: الوطنية لصناعة الدفاع برس، 2007: 16-17.

WOOH S C، دراسة شي Y. والمحاكاة من الخصائص beamsteering لخطي مراحل صفائف مجلة من غير تدميري التقييم، 1999،18 (2): 39-42.

عبد M. المشابك قمع الفص في spacedlinear موحد مراحل صفائف . .National راديو العلوم مؤتمر القاهرة الجديدة، 2009: 1-10.

بحث Fuxiao لي. تقدير DOA والتكيف تكوين الشعاع هوائي ذكي تشونغتشينغ: جامعة تشونغتشينغ، 2007.

ليو لينغ، ليو، تسنغ هاو. محاكاة MATLAB للإشارة مجموعة تجهيزها وبناء على مجلة محاكاة النظام، 2008،20 (13): 3548-3549.

لو باو، غونغ Shuxi، تشانغ شواي، وآخرون. الترتيب المكاني الأمثل للعناصر مجموعة لقمع صريف-فصوص من الرادار المقطع العرضي . IEEE الهوائيات والأسلاك أقل نشر الآداب، 2010 (9): 114-117.

أوراق، لي تشن ياو السحر ارتداء. النمذجة في الوقت الحقيقي ومحاكاة مراحل هوائي مجموعة من FIG. المحاكاة، 2011،28 (3): 31-35.

Zhengmei يان تشن من الصنوبر على أساس مستو حزمة الهوائي مجموعة زيادتها طريقة تركيب مصفوفة التكنولوجيا الالكترونية، 2012،38 (12): 101-102.

هوائي WHEELER H A. سلسلة صريف الفص لتباين Imped-تعصب في مستو على مراحل صفيف . المعاملات IEEE على الهوائيات والانتشار، 1966،14 (6): 707-714.

جانغ غوانغ يي. مبدأ رادار المصفوفة على مراحل بكين: الدفاع الوطني صناعة الصحافة، 2009.

HANSEN R C. هوائيات مجموعة المرحلي . نيو جيرسي: جون وايلي وأولاده، وشركة، 2009.