Рекомендуем

Электродинамика и распространение радиоволнПетров Б.М. Электродинамика и распространение радиоволн
Антенны с импедансными периодическими структурамиДвуреченский В.Д., Федотов А.Ю. Антенны с импедансными периодическими структурами
Устройства СВЧ и малогабаритные антенныВиноградов А.Ю., Кабетов Р.В., Сомов А.М. Устройства СВЧ и малогабаритные антенны

Книга

Проектирование антенно-фидерных устройств

Учебное пособие для вузов / Под ред. профессора А. М. Сомова
Допущено УМО по информационной безопасности в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальностям «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» и «Противодействие техническим разведкам», аспирантов (адъюнктов), обучающихся по направлению «Информационная безопасность»
2016 г.
500 стр.
Тираж 500 экз.
Формат 60х90/16 (145x215 мм)
Исполнение: в мягкой обложке
ISBN 978-5-9912-0465-1
ББК 32.845
УДК 621.396.67
Гриф УМО
Допущено УМО по информационной безопасности в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальностям «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» и «Противодействие техническим разведкам», аспирантов (адъюнктов), обучающихся по направлению «Информационная безопасность»
Аннотация

Рассмотрены теоретические и практические вопросы проектирования антенн и антенно-фидерных систем различных диапазонов частот, начиная от простых вибраторных антенн и заканчивая сложными зеркальными антеннами. Наряду с антеннами классических конструкций рассмотрены также новые конструкции антенн, включая S-образные, зигзагообразные и др.

Для студентов, обучающихся по специальностям «Информационная безопасность телекоммуникационных систем», «Противодействие техническим разведкам», направлению подготовки «Информационная безопасность» (профиль «Безопасность телекоммуникационных систем»), будет полезна студентам телекоммуникационных и радиотехнических специальностей, аспирантам и специалистам в области инфокоммуникаций.

Оглавление

Введение
Глава 1. Методы расчета характеристик проволочных антенн
1.1. Общие подходы к расчету характеристик проволочных антенн. Тонкопроволочное приближение
1.2. Напряженность поля и диаграмма направленности сложной проволочной антенны
1.2.1. Напряженность поля тонкого провода с током
1.2.2. Диаграмма направленности тонкого прямолинейного отрезка провода
1.2.3. Диаграмма направленности прямолинейного провода в режиме стоячей волны тока
1.2.4. Диаграмма направленности прямолинейного провода в режиме бегущей волны тока
1.2.5. Диаграмма направленности криволинейного провода с током
1.3. Электродинамические методы анализа проволочных антенн
1.3.1. Классификация электродинамических методов анализа проволочных антенн
1.3.2. Геометрия задачи и интегральные уравнения
1.3.3. Модели возбуждения проволочной структуры
1.3.4. Методы решения интегральных уравнений
1.3.5. Базисы и весовые функции
1.3.6. Методы численного интегрирования
1.3.7. Методы решения системы линейных алгебраических уравнений
1.3.8. Расчет основных характеристик антенн
Вопросы к главе 1
Задания по главе 1

Глава 2. Проектирование антенн ВЧ диапазона
2.1. Особенности проектирования антенн ВЧ диапазона
2.1.1. Влияние земной поверхности на диаграмму направленности антенны
2.1.2. Диаграмма направленности вертикального вибратора, расположенного над земной поверхностью
2.1.3. Диаграмма направленности горизонтального вибратора, расположенного над земной поверхностью
2.2. Синфазные горизонтальные диапазонные антенны
2.3. Логопериодические антенны ВЧ диапазона
2.4. Вибраторные антенны бегущей волны
2.4.1. Описание антенны и ее условные обозначения
2.4.2. Расчет характеристик антенн бегущей волны
2.4.3. Выбор параметров антенн бегущей волны
2.5. Одно- и многопроводные антенны бегущей волны
2.6. Ромбические антенны ВЧ диапазона
Вопросы к главе 2
Задания по главе 2

Глава 3. Проектирование проволочных антенн ОВЧ и УВЧ диапазонов
3.1. Особенности проектирования антенн ОВЧ и УВЧ диапазонов
3.2. Антенны типа «волновой канал» (антенны Уда–Яги)
3.2.1. Расчет диаграммы направленности и КНД
3.2.2. Расчет сопротивлений и токов в вибраторах
3.3. Логопериодические проволочные антенны
3.4. Антенные решетки на основе симметричных вибраторов
3.5. Проволочные антенны с рефлекторами
3.5.1. Вибраторные антенны с плоским рефлектором
3.5.2. Антенны обратного излучения
3.5.3. Вибраторные антенны с уголковым рефлектором
3.6. Зигзагообразные антенны
3.6.1. Зигзагообразные антенны Харченко
3.6.2. S-образная антенна
3.6.3. Биквадратная вибраторная антенна
3.6.4. Зигзагообразная антенна с разомкнутыми ветвями
3.6.5. Зигзагообразная антенна с размыканием проводов по углам квадратов
3.6.6. Удлиненная зигзагообразная антенна
3.6.7. Двойная зигзагообразная антенна
3.6.8. Z-образная антенна
3.6.9. Двойная Z-образная антенна
3.6.10. Сложные зигзагообразные антенны
3.7. Ромбические антенны УВЧ диапазона
3.7.1. Синфазные решетки из ромбических антенн
3.7.2. Объемная ромбическая и полиромбическая антенны
3.7.3. Ромбические антенны с рефлектором
3.8. Спиральные антенны
Вопросы к главе 3
Задания по главе 3

Глава 4. Проектирование щелевых антенн
4.1. Общие сведения о щелевых антеннах
4.1.1. Внутренняя и внешняя проводимости щели
4.1.2. Резонансная длина щели
4.1.3. Ширина щели
4.2. Волноводно-щелевые антенны
4.2.1. Методы расчета волноводно-щелевых антенн
4.2.2. Согласование с питающим волноводом
4.2.3. Направленные свойства волноводно-щелевых антенн
4.2.4. Порядок расчета волноводно-щелевых антенн
Вопросы к главе 4
Задания по главе 4
Глава 5. Методы анализа антенн СВЧ
5.1. Классификация методов анализа антенн СВЧ
5.2. Диаграмма направленности антенны с плоским излучающим раскрывом
5.3. Коэффициент направленного действия излучающего раскрыва
5.4. Диаграмма направленности антенны с раскрывом прямоугольной формы
5.4.1. Равномерное распределение поля
5.4.2. Неравномерное амплитудное распределение поля
5.5. Диаграмма направленности антенны c раскрывом круглой формы
5.6. Влияние фазовых распределений поля в раскрыве антенны на ее диаграмму направленности
5.6.1. Линейные фазовые ошибки
5.6.2. Квадратичные фазовые ошибки
5.6.3. Кубические фазовые ошибки
5.7. Шумовая температура антенн в режиме приема
5.7.1. Яркостная шумовая температура окружающей среды
5.7.2. Яркостная шумовая температура атмосферы и гладкой земной поверхности
5.7.3. Учет воздействия шумов окружающей среды на шумовую температуру антенны. Действующая шумовая температура среды
5.7.4. Упрощения расчета теплового излучения среды
5.7.5. Шумовая температура для «неровной диффузной» почвы
5.7.6. Шумовая температура антенн с осесимметричной диаграммой направленности
Вопросы к главе 5
Задания по главе 5

Глава 6. Проектирование рупорных и линзовых антенн
6.1. Рупорные антенны
6.1.1. Излучение открытого конца волновода
6.1.2. Принцип действия и типы рупорных антенн
6.1.3. H-секториальный рупор
6.1.4. E-секториальный рупор
6.1.5. Пирамидальный рупор
6.1.6. Конический рупор
6.2. Антенные решетки на основе рупорных антенн
6.3. Рупорно-параболические антенны
6.4. Линзовые антенны
6.4.1. Назначение и принцип действия линзовых антенн
6.4.2. Уравнение профиля линз
6.4.3. Расчет направленных свойств линзовых антенн
6.4.4. Ускоряющие металлические линзы
6.4.5. Ускоряющие линзы из проволочных сеток
6.4.6. Замедляющие линзы из искусственного диэлектрика
6.4.7. Зонирование линз
6.4.8. Линзы с широким сектором качания луча
Вопросы к главе 6
Задания по главе 6

Глава 7. Зеркальные антенны для радиорелейных линий связи
7.1. Требования к антеннам радиорелейных линий (РРЛ) связи. Классификация антенн РРЛ
7.2. Осесимметричные однозеркальные антенны
7.2.1. Уравнение профиля зеркала
7.2.2. Геометрические свойства параболоидного зеркала
7.2.3. Системы координат, используемые при анализе зеркальных антенн
7.2.4. Геометрические параметры зеркальных антенн
7.3. Токовый метод расчета зеркальных антенн
7.4. Апертурный метод расчета однозеркальных антенн
7.4.1. Распределение поля в раскрыве
7.4.2. Расчет диаграммы направленности антенны
7.5. Уточнение методов расчета зеркальных антенн
7.6. Влияние распределения поля в раскрыве на диаграмму направленности параболоидной антенны
7.7. Энергетические характеристики однозеркальных антенн
7.7.1. Расчет коэффициента направленного действия и коэффициента усиления зеркальных антенн
7.7.2. Оптимизация зеркальной антенны на максимум коэффициента усиления
7.7.3. Предельно достижимый коэффициент усиления и точность изготовления зеркальных антенн
7.8. Неосесимметричные зеркальные антенны
7.9. Облучатели зеркальных антенн
7.9.1. Облучатель в виде пирамидального рупора
7.9.2. Облучатель в виде конического рупора
7.9.3. Облучатель для управления шириной диаграммы направленности антенны в одной плоскости
7.9.4. Спиральные облучатели
Вопросы к главе 7
Задания по главе 7

Глава 8. Зеркальные антенны для земных станций спутниковой связи
8.1. Основные требования к антеннам земных станций спутниковой связи (ЗССС). Диапазоны частот
8.2. Шумовая температура и шумовая добротность антенн ЗССС
8.2.1. Зоны земной поверхности, существенно влияющие на шумовую температуру зеркальных антенн
8.2.2. Предельные значения шумовой добротности земных станций
8.2.3. Шумовые температуры и шумовые добротности земных станций спутниковой связи с антеннами малого размера
8.2.4. Технические возможности уменьшения шумовой температуры антенн. Оптимизация приемной системы на максимум шумовой добротности
8.3. Учет дифракционных эффектов на кромках зеркал антенны
8.4. Облучатели антенн ЗССС
8.4.1. Конический ребристый рупор
8.4.2. Конический рупор с изломом линейной образующей
8.5. Волноводный тракт антенн ЗССС
8.6. Малошумящие усилители ЗССС
8.7. Опорно-поворотные устройства антенн ЗССС
Вопросы к главе 8
Задания по главе 8

Глава 9. Несимметричные однозеркальные антенны типа офсет для РРЛ и ССС
9.1. Особенности расчета антенн с вынесенным облучателем
9.2. Расчет направленных свойств офсетных параболических антенн
9.3. Геометрия параболической антенны с вынесенным облучателем и ее диаграмма направленности
9.4. Учёт диаграммы направленности облучателя
9.5. Шумовая температура и шумовая добротность неосесимметричных антенн
Вопросы к главе 9
Задания по главе 9

Глава 10. Двухзеркальные антенны для земных станций спутниковой связи
10.1. Двухзеркальные осесимметричные антенны
10.1.1. Схемы и принцип действия двухзеркальных антенн
10.1.2. Расчет направленных свойств
10.2. Модификация формы поверхности двухзеркальных антенн
Вопросы к главе 10
Задания по главе 10

Глава 11. Многолучевые зеркальные антенны для земных станций спутниковой связи
11.1. Особенности использования многолучевых антенн
11.2. Тороидальные многолучевые антенны
11.3. Геометрия тороидальной однозеркальной антенны с вынесенным облучением
11.4. Направленные свойства МЛА
11.5. Многолучевые двухзеркальные антенны
11.5.1. Форма зеркал двухзеркальной антенны
11.5.2. Расчет направленных свойств
11.5.3. Основные энергетические характеристики
11.5.4. Шумовая температура и шумовая добротность
11.5.5. Двухзеркальная МЛА диапазона C
11.6. Многолучевая зеркальная антенна для работы со спутниками на краю видимого сектора ГСО
11.6.1. Однозеркальная ненаклонная МЛА
11.6.2. Алгоритм расчета диаграммы направленности однозеркальной ненаклонной МЛА
11.6.3. Наведение парциальных лучей на выбранные ИСЗ
11.6.4. Определение расстояний от облучателя до точек зеркала
11.6.5. Диаграммы направленности облучателя
11.6.6. Распределение амплитуд поля в раскрыве антенны
11.6.7. Фазовое распределение поля в раскрыве антенны
11.6.8. Диаграмма направленности антенны
11.6.9. Двухзеркальная ненаклонная МЛА
Вопросы к главе 11
Задания по главе 11

Глава 12. Бортовые многолучевые гибридные зеркальные антенны для спутников связи
12.1. Многостанционный доступ с помощью частотного, пространственного и поляризационного разделения с многолучевыми антеннами
12.2. Бортовые гибридные зеркальные антенны для спутниковых систем связи с сотовой конфигурацией зон обслуживания
12.2.1. Геометрические соотношения
12.2.2. Расфазировка поля в раскрыве от облучателей, вынесенных из фокуса
12.2.3. Парциальные диаграммы направленности
12.3. Расчет зон покрытия земной поверхности
12.3.1. Ориентация парциальных диаграмм антенны
12.3.2. Определение зон покрытия бортовой антенны
12.4. Расчет зон покрытия земной поверхности с учетом ослабления радиоволн в атмосфере
12.4.1. Модель Земли
12.4.2. Модель геостационарной орбиты
12.4.3. Системы координат, используемые при расчете
12.4.4. Модель радиотрассы спутник-Земля
12.4.5. Модель бортовой антенны
Вопросы к главе 12
Задания по главе 12

Глава 13. Проектирование антенн бегущих волн и микрополосковых антенн
13.1. Антенны поверхностных волн
13.1.1. Замедляющие структуры и поверхности
13.1.2. Стержневые антенны
13.1.3. Плоские антенны поверхностных волн
13.1.4. Дисковые антенны поверхностных волн
13.2. Антенны вытекающей волны
13.3. Микрополосковые антенны
Вопросы к главе 13
Задания к главе 13

Список сокращений

Список обозначений

Литература