Ю. И. Чони – к.т.н., доцент,

КНИТУ им. А.Н. Туполева − КАИ

E-mail: tchoni@rambler.ru

Л. К. Т. Абухадма – аспирант,

КНИТУ им. А.Н. Туполева − КАИ

E-mail: LevAbuhadva@mail.ru

Постановка проблемы. Работа посвящена анализу особенностей процедуры измерения и восстановления диаграммы направленности (ДН) антенны в условиях, когда вспомогательная антенна (для краткости – облучатель) не достаточно удалена и формирует направленное излучение. Использование направленного облучателя при измерениях в камере относительно малых размеров позволяет снизить уровень полей, отраженных от стен, но при этом возрастает неравномерность облучающего поля в рабочей области.

Цель. Провести анализ влияния направленности облучающей антенны на ход измерений и результаты восстановления ДН измеряемой антенны.

Результаты. На примере двухмерной скалярной задачи обсуждается алгоритм восстановления ДН антенны в рамках методологии сходящегося пучка плоских волн, оценивается потенциальная (в отсутствие шумов и погрешностей измерений) точность восстановления ДН. Результаты компьютерного моделирования показывают, что с увеличением волнового размера облучателя измеряемая ДН (угловая зависимость принимаемого сигнала) не расширяется в связи с ослаблением амплитуды облучающего поля на краях испытуемой антенны, а сужается. Это происходит из-за того, что фазовый фронт облучающего поля становится все более плоским. Приведены тексты двух Mathcad программ, предоставляющие заинтересованному читателю возможность провести собственные исследования.

Практическая значимость. Установлено, что потенциальная точность восстановления ДН практически не зависит от направленных свойств облучателя. Так, результаты моделирования для равномерного и спадающего к краям распределений тока в линейной антенне показывают, что при изменении раскрыва облучателя от 0,25λ до 12λ СКО восстановления ДН стабильно сохраняется на уровне 4% и 2,2% соответственно.

1. Чони Ю.И., Данилов И.Ю. Эффективный метод реконструкции диаграммы направленности антенны, измеренной в неидеальных условиях // Антенны. 2016. № 4. C. 51–61.
2. Бахрах Л.Д., Кременецкий С.Д., Курочкин А.П., Усин В.А., Щифрин Я.С. Методы измерения параметров излучающих систем в ближней зоне. Л.: Наука. 1985.
3. Плохих С.А., Сазонов Д.М., Щербаков В.И. Восстановление диаграмм направленности антенн методом эталонной антенны по амплифазометрическим измерениям в ближней зоне // Известия ВУЗов. Радиоэлектроника. 1987. Т. 30. № 2. С. 59–64.
4. Чони Ю.И., Пироженко С.А. Восстановление ДН антенны по результатам измерений в неидеальных условиях // Известия ВУЗов. Радиоэлектроника. 1992. Т. 35. № 2. С. 43–50.
5. León G., Loredo S., Zapatero S., Las Heras F. Radiation pattern retrieval in non-anechoic chambers using the matrix pencil algorithm // Progress in Electromagnetics Research Letters. 2009. V. 9. P. 119–127. URL: http://www.jpier.org/PIERL/pierl09/14.09051204.pdf (дата обращения: 12.07.15).
6. Yinusa K.A., Schmidt C.H., Eibert T.F. Scattering centers modeling of non-anechoic measurement environments // Adv. Radio Sci. 2012. V. 10. P. 69–73. DOI: 10.5194/ars-10-69-2012. URL: http://www.adv-radio-sci.net/10/69/2012/ars-10-69-2012.pdf (дата обращения: 12.07.15).
7. Калинин Ю.Н. Измерение диаграмм направленности антенн в планарном сканере без измерения фазы // Антенны. 2015. № 1. С. 61–68.
8. Шкуркин М.С. Определение требований к точностным характеристикам комплексов ближней зоны для измерений диаграмм направленности апертурных антенн // Известия ЮФУ. Технические науки. 2012. № 3. С. 101–107.
9. Zhao W. Retrieval of free space radiation patterns through measured data in a non-anechoic environment. PhD dissertation. Syracuse University, USA. 2013. URL: http://surface.syr.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1007&context=etd (дата обращения: 12.07.15).
10. Кривошеев Ю.В. Измерение характеристик антенн в зоне Френеля на разреженной сетке углов. Дисс. … канд. техн. наук. НИУ «МЭИ». 2014. URL: http://www.mpei.ru/Science/Dissertations/dissertations/Dissertations/KrivosheevYV_diss.pdf (дата обращения: 10.08.15).
11. Кирпанев А.В. Исследование антенных систем на основе идентификации электромагнитных полей. Автореферат дисс. … докт. техн. наук. ОАО «Холдинговая компания «ЛЕНИНЕЦ». Санкт-Петербург. 2008.
12. Choni Yu.I. Adjoint operator method and its aspects in regard to antenna synthesis // IХ Proceedings of the 2013 IX International Conference on Antenna Theory and Techniques (ICATT). Odessa, Ukraine. 2013. P. 86–91.
13. Абухадма Л.К.Т., Дардымов А.В., Лаврушев В.Н., Чони Ю.И. Физический эксперимент по реконструкции диаграммы направленности антенны в рамках методологии сходящегося пучка плоских волн // Журнал радиоэлектроники (электронный журнал). 2019. № 7. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jul19/11/text.pdf.
14. Choni Yu.I., Abuhadma L.K.T., Danilov I.Yu. Antenna pattern retrieval from measurements in non-ideal anechoic chamber // 2018 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. Moscow, Russia. 2018. P. 376–382.
15. Абухадма Л.К.Т., Чони Ю.И. Восстановление диаграммы направленности антенны по измерениям в далеко не идеальных условиях // Сб. «Материалы X Всероссийского конкурса молодых ученых. Итоги диссертационных исследований». М: РАН, Межрегиональный совет по науке и технике. 2018. Т. 1. С. 34–43.