Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 [206] 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

показанного на рис. 21-54, а, расстояние между проводами должно быть меньше 0,1 X, а длина провода должна быть больше 0,6 X. Расположение облучателя для двусторонних уголков некритично. Обычно расстояние от вершины угла лежит в пределах 0,25 X - 0,65 X. При

его проекции на плоскость, перпендикулярную направлению падающего сигнала. Эффективный раскрыв уголка с треугольными гранями примерно равен 65% раскрыва уголка с квадратными гранями. Для эффективной работы уголка допускается неточность выполнения угла 90°

/Л I



ii 11 •si

В0°/

0 01 0,2 03 OA OS

Положение антеннб/ о/лноси/лелбяо вершит/ t/гла S влитх вел»

Рис. 21-54. Уголковые отражатели. а - типы отражателей; б - коэффициент направленного действия уголка как функция расположения антеннь] относительно угла прн вершине при различных величи иах этого угла (предполагается, что сопротивление потерь антенны равно 1 ом). 1 - зеркальные изображения для 90-градусного рефлектора, 2 - проволочный уголок, 3 - пространственный двухсторонний уголок; 4 - трехсторонний уголок с треугольными сторонами; 5 - трехсторонний уголок с квадратными сторонами.

уменьшении этого расстояния уменьшается широкополосность и увеличивается коэффициент направленного действия. Длина стороны уголка с углом 90° должна быть равной по крайней мере 2S (см. рис. 21-54, а).

Трехсторонние отражатели, показанные иа рис. 21-54, а, обладают свойством отражать падающий на них сигнал обратно к источнику излучения. Они могут быть использованы как искусственные радиолокационные цели или в других случаях, когда необходимо отражать сигнал обратно к передатчику в значительных пределах по углам, большимтех, которые можно практически получить с плоским листовым отражателем. Стороны трехсторонних уголков по длине должны быть равны по крайней мере нескольким длинам волн. Эффективный раскрыв уголка с квадратными гранями примерно равен

между отражающими поверхностями порядка нескольких десятых градуса.

21-5в. Линзы 1. Сантиметровая линза обеспечивает получение необходимой направленности путем формирования плоского фазового фронта в ее раскрыве. Это достигается путем уравнивания времени прохождения отдельных «лучей», излучаемых облучателем, через линзу. Диэлектр ическая линза (рис. 21-55, а) является прямой аналогией оптических линз. Время прохождения волны в такой линзе умножается на коэффициент преломления диэлектрика. Гиперболическая поверхность, определяемая формулой (21-44), будет уравнивать время задержки требуемым образом:

,= (n-\)L п cos 6 - Г

(21-44)

где L R

фокальная длина линзы; расстояние от фокуса до поверхности линзы,

в - угол относительно оси линзы;

п - коэффициент преломления материала линзы (он равен отношению скорости распространения в воздухе к скорости распространения в диэлектрике).

Металло-пластинчатая линза в плоскости Е, показанная иа рис. 21-55, б, использует то явление, что фазовая скорость электромагнитных волн при прохождении их между металлическими пластинами, расположенными параллельно электрическому полю, больше, чем фазовая скорость в неограниченной среде.

Следовательно, толщина линзы должна быть увеличена в соответствии с увеличением длины пути от облучателя так, чтобы уравнять время распространения для всех лучей, проходящих через линзу. Эффективный коэффициент преломления линзы в плоскости Е определяется по формуле-

21-45)

где X - длина волны в неограниченной среде; t - расстояние между пластинами в единицах, соответствующих единицам длины волны X.

1 W. Е. Koch, Metal-lens antennas, Proc. IRE, November 1946, v. 34, p. 828-836; Metallic delay lenses, Bell Telephone System Techn, J., January 1948, p. 58 - 82; J. R. R i s s e r, Microwave antenna theory and design, edited by Silver, S., McGraw Hill Book Company, Inc., New York, 1949, chap. 11.



Фокальная точка линзь!




той Этот недостаток может быть уменьшен примерно в 2 раза путем создания зон в линзе, как это показано на рис 21-55, в Такое зонирование осуществляется путем уменьшения дтины пути прохождения через линзу до одной длины волны, в то время когда толщина линзы превышает эту величину.

Минимальная толщина каждой зонной ступеньки определяется выражением

*=Т, С21"47)

где X - длина волны в свободном пространстве

Для зонированных линз длину L в формуле (21-46) необходимо заменить величиной LK, определяемой выражением

Lk = L + (k - 1) г, (21-48>


Рис 21-55 Разновидности линз а - диэлектрическая линза, б - незонированная металлопластин чатая линза в - зонированная металлопласт инчатая линза г - линза из иску сственного диэлектрика д - комплексная зо нированная линза

Коэффициент преломления, определяемый формулой (21-45), всегда будет меньше единицы Поверхность лннзы имеет эллипсоидальныи профиль в соответствии с уравнением (21 46)

R = <1~ П> L

1 - п cos в

(21-46)

Линзы рассмотренного типа чувствительны к изменению частоты вследствие изменений кажущегося коэффициента преломления с часто-

где k = 1, 2, 3 и т. д - номер зоны, начиная с первой зоны (k - 1, L = L) по оси линзы.

Коэффициент усиления и коэффициент направленного действия линз сравнимы с такими же величинами для параболических рефлекторов при равных раскрывах Линзы не имеют таких жестких допусков на изготовление по профилю, как рефлекторы Допуск по толщине сравним с допуском по профилю для рефлектора, но такой допуск у линзовых антенн обеспечить проще Обычно линзы облучаются рупорными излучателями Другая разновидность линз основана на использовании искусственных «диэлектриков», которые образуются применением металлических шаров, стержней или лент, как показано на рис 21-55,г В общем случае металлические частицы имеют X

размеры меньше в направлении, параллельном электрическому полю, и располагаются один от другого на расстояниях, меньших, чем длина волны.

99999999



ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ВТОРАЯ

спектральный анализ сигналов

Большинство задач, встречающихся при проектировании электронных устройств, связано с передачей сигналов определенной формы через электрические цепи. При этом важное значение при решении этих задач имеют характеристики сигналов как функции времени и частоты. Эта глава посвящена рассмотрению методов определения указанных характеристик. Материалы данной главы и другие сведения о свойствах электрических цепей, использующихся для передачи сигналов, необходимы для определения искажений, которые будут иметь место при прохождении сигналов через эти цепи.

Анализ периодических сигналов во многих отношениях весьма сходен с анализом непериодических сигналов. В обоих случаях возможно, пользуясь сравнительно несложными преобразованиями, определить с достаточной степенью точности характеристики сложных сигналов. Нахождение характеристик часто упрощается, если сложный по форме сигнал разбить на несколько простых, характеристики которых известны.

22-1. максимальные, среднеквадратичные и средние значения периодических функций

Аналитические выражения, определяющие максимальные, среднеквадратичные и средние значения периодических функций, даются уравнениями:

ср.кв = [- J f(.tydtj; (22-1) о

Лср = у §f(f)dt, (22-2)

С = ; (22-3)

"ср« ка

/r=icpLKB> (22.4)

где /(0 - анализируемая периодическая функция времени; Т - период одного полного изменения

функции; / - переменная величина, время, Лср, кв - среднеквадратичное значение f(t);

Ачакс - максимальное значение f (t); Acv-среднее значение f (t)\ С - амплитудный множитель;

F - коэффициент формы. Эги величины для синусоиды показаны на рис. 22-1


U--/= /-И

Рис. 22-1. Сигнал синусоидальной формы.

22-2. действие наложенной постоянной составляющей

Если к сигналу f (t) добавить постоянную составляющую Ап с, то ее влияние на максимальное, среднеквадратичное и среднее значения будет следующим.

Мгновенное значение периодической функции f (t) изменяется в результате простого сложения мгновенной и постоянной составляющих, т. е.

Г (О =f(0 + Ап. с, (22-5)

следовательно, результирующее максимальное значение будет:

макс = макс "T" с- (22-6)

Величина переменной составляющей f (t) (разница между крайними значениями) от наложенной постоянной составляющей не меняется.

Среднеквадратичное значение Лср. кв изменяется следующим образом: Г

Аср. кв = [т I V® + Лп. с]2 • (22-7)

Среднее значение возрастает или убывает на величину постоянной составляющей в зависимости от знака последней:

лср = лср + лп. с (22-8)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 [206] 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0115