Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
6.4. Описание используемой программы
При проведении исследований влияния вида конструктивных параметров линейной антенной решетки (числа элементов, дискрета (шага) их размещения), геометрия которой приведена на рис. 6.1, на ее характеристики излучения необходимо использовать соотношения, описывающие диаграмму направленности системы [1–3]:
(6.1)
где 
– сечение парциальной диаграммы направленности;
θ′ = θ – π/2;
|
θ0 – |
ориентация главного лепестка при электронном сканировании; |
|
FΣ(θ′, θ0) – |
множитель направленности решетки, определяемый выражением [1–3]: |
(6.2)
|
где dx – |
дискрет (шаг) размещения излучателей в решетке; |
|
Nx – |
количество элементов в линейке; |
|
k = |
2π/λ – волновое число свободного пространства; |
|
Lx = |
dxNxλ – размер раскрыва линейки. |
Рис. 6.1. Геометрия задачи
Ширина главного лепестка ДН может быть вычислена с использованием приближенных соотношений [1–3]:
– по уровню половинной мощности
(6.3а)
– по «нулям»
(6.3б)
Коэффициент направленного действия является по отношению к диаграмме направленности антенны вторичной величиной и рассчитывается по формуле [1–3]:
(6.4)
Величина коэффициента направленного действия зависит от ориентации главного лепестка ДН, поскольку сама диаграмма направленности зависит от данного параметра. Для оценки влияния данной величины может быть использована приближенная формула:
(6.5)
При проведении исследований следует воспользоваться двумя программами: Линейная АР.xmcd и программным пакетом Fazar.exe, являющимся бесплатным приложением к учебнику [3]. В качестве ограничения выступает отказ от учета взаимной связи между элементами решетки.
Программа имеет интуитивный интерфейс, выполненный в виде окон. Начальное окно показано на рис. 6.2.
Рис. 6.2. Начальное окно программы Fazar
После задания данных и нажатия в верхней строке «Расчет ДН» на закладке «Диаграмма направленности» отражаются сечения объемной диаграммы направленности, а также параметры диаграммы направленности: ширина главного лепестка в плоскостях; величина коэффициента направленного действия.
Вид диаграммы направленности показан на рис. 6.3.
Рис. 6.3. Вид результатов расчета диаграммы направленности
Вычисленную диаграмму направленности, а также распределение токов в излучателях можно сохранить в файл из закладки «Численные результаты» в виде текстового файла («Выходные данные – в TXT-файл», изменить предлагаемое имя для сохранения Fazar-out на F1), как показано на рис. 6.4.
Для дальнейшего построения графиков в языковой среде MathCad необходимо:
1. Открыть сохраненный текстовый файл в стандартной программе Windows Блокнот (с кнопкой «Все файлы»), как показано на рис. 6.5.
2. Выделить фрагмент, относящийся к распределению токов в линейке излучателей (таблица «Распределение токов по излучателям»), в буфер и сохранить его в новом файле, например, Tok.prn. При этом должен быть выбран «Тип файла» – «Все файлы».
3. Подготовить файл с распределением токов для построения графиков в языковой среде MathCad. Для этого
– открыть файл с распределением токов Tok.prn («Тип файла» – «Все файлы») в программе Блокнот;
– убрать заголовок таблицы с нижней разделяющей чертой;
– убрать столбцы, относящиеся к координатам y и z положения излучателей (второй и третий),
– во всех строках, начиная со второй, убрать столбце с «нулями».
Рис. 6.4. Сохранение результатов расчета в файл
Сохранить полученный файл с расширением *.prn.
Подготовить файл для диаграммы направленности. Для этого повторить пп. 1 и 2, выделяя и сохраняя при этом данные, описывающие диаграмму направленности. Сохранить полученный блок в файле с расширением *.prn.
Рис. 6.5. Открытие файла с результатами программы Fazar