ГОСТ Р 51800-2001
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (рекомендуемое)
Методика измерения и расчета ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления МАР
Ширину ДН и КУ определяют для каждого выхода МАР по соответствующим диаграммам направленности МАР. Для нахождения КУ, кроме того, необходимо определить потери в фидерах элементов (излучателей) МАР, а также (для активных МАР) — КУ антенного усилителя излучателя.
ДН, соответствующая данному выходу МАР (далее — контрольный выход), определяют расчетно-экспериментальным методом на основе измерения амплитуд и фаз коэффициентов передачи фазирующего устройства (или ДОС), определения ДН одного излучателя МАР.
Коэффициенты передачи определяют следующим образом. От входов ДОС отключают фидеры излучателей МАР и вместо них подключают согласованные нагрузки. Ко всем выходам ДОС, за исключением контрольного, также подключают согласованные нагрузки. С помощью измерителя полных сопротивлений на контрольном выходе ДОС измеряют полное сопротивление. Затем к контрольному выходу подключают высокочастотный генератор сигналов и с помощью фазометра измеряют амплитуду напряжения на контрольном выходе, а также амплитуды и фазы на всех входах ДОС, соответствующих фидерам элементов антенной решетки. Фазу Фг- коэффициента передачи между контрольным выходом и г-м входом ДОС принимают равной фазе напряжения, измеренной на г-м входе. Модуль коэффициента передачи Аг- между контрольным выходом и г-м входом ДОС рассчитывают по формуле
St = (R + X2/R)1/2 Ai /(Ж1/2 U), (Б. 1)
где R и X — соответственно активная и реактивная составляющие полного сопротивления, измеренного на контрольном выходе, Ом;
Аг- — модуль напряжения на г-м входе, В;
W — активное сопротивление согласованной нагрузки, подключенной к г-му входу ДОС, Ом;
U — модуль напряжения на контрольном выходе, В.
Ненормированную диаграмму направленности МАР рассчитывают по формуле
#
f (0, ф) = I X Аг- ехр(У ср) fi (6, Ф) ехр |_ургг- { sin 6г- sin 6 cos (фг- — ф) + cos 6г- cos 6 }_| | , (Б.2)
i = 1
где 6 и ф — сферические угловые координаты, определяющие направление на точку наблюдения;
N — число излучателей МАР;
ft (6, р) — диаграмма направленности г'-го излучателя МАР с учетом реальной земли;
Р = 2п/Х — волновое сопротивление, Ом;
X — длина волны, м;
г, 6, Pi — сферические координаты центра г-го излучения
Сферические координаты направления на точку наблюдения и центров излучателей определяют в сферической системе координат. Начало координат задают произвольным образом (для кольцевых МАР, например, удобно задавать начало координат в центре МАР). Координата г представляет собой расстояние от начала координат до точки, координаты которой определяют (далее — «точка»). Угол 6 отсчитывают от вертикальной оси, направленной вверх. Он представляет собой угол между данной осью и направлением на точку. Угол ф (азимут) отсчитывают в горизонтальной плоскости против часовой стрелки (если смотреть сверху) от произвольно ориентированной горизонтальной оси, азимут которой условно считают нулевым, и представляет собой угол между данной осью и проекцией на горизонтальную плоскость отрезка прямой, соединяющего начало координат с точкой.
Диаграмму направленности г-го излучателя МАР ft (6, ф), если в качестве данного излучателя использован симметричный вертикальный вибратор (без рефлектора), рассчитывают по формуле
fi (6, X) = [{cos (p/i cos 6) — cos (p/i)}/sin 6] [l + | p | + 2| p |cos (ф — 2p.ff;Cos 6)]1/2 , (Б.З)
где /г- — половина длины г-го вибратора, м;
| p | и ф — соответственно модуль и фаза коэффициента отражения от земли (коэффициента Френеля);
Ht — высота центра г-го вибратора над уровнем земли, м.
Коэффициент Френеля р рассчитывают по формуле
p = [е cos 6 — (е — sin2 6)1/2] / [е cos 6 + (е — sin2 6)1/2], (Б.4)
где е = ег — у'бОХо — относительная комплексная диэлектрическая проницаемость земли; ег — относительная диэлектрическая проницаемость земли; о — удельная проводимость земли, См/м.
6