Расчетно-экспериментальный метод определения ДН большой зеркальной антенны Опции

[Igorek R.]

Добрый день!
Стоит задача по определению ДН большой ЗА. Измерить ДН всей ЗА нет возможности, но есть измеренное ближнее поле облучателя.
Я его использую как источник возбуждения (Aperture field) в программе Feko. Располагаю это поле на некотором расстоянии от фокальной плоскости. Это расстояние беру равным расстоянию между ф.ц. облучателя и плоскостью сканирования при измерении ближнего поля облучателя. По моим соображениям, такое расположение ближнего поля позволит поместить ф.ц. эквивалентного облучателя в фокус зеркала.

Как вы считаете, можно ли таким образом определить ДН ЗА с хорошей точностью? На какие моменты стоит обратить внимание?

[DmitryHF]

Добрый день!
Стоит задача по определению ДН большой ЗА. Измерить ДН всей ЗА нет возможности, но есть измеренное ближнее поле облучателя.
Я его использую как источник возбуждения (Aperture field) в программе Feko. Располагаю это поле на некотором расстоянии от фокальной плоскости. Это расстояние беру равным расстоянию между ф.ц. облучателя и плоскостью сканирования при измерении ближнего поля облучателя. По моим соображениям, такое расположение ближнего поля позволит поместить ф.ц. эквивалентного облучателя в фокус зеркала.

Как вы считаете, можно ли таким образом определить ДН ЗА с хорошей точностью? На какие моменты стоит обратить внимание?

Если я правильно понял, то у Вас есть модель зеркала и измеренное ближнее поле облучателя (ЕН или только Е, как и в каких координатах?). И вы хотите получить ДН всей антенны. В идеале, (не знаю какой у Вас тип антенны) фазовый центр облучателя должен быть в фокусе зеркала. Геометрия зеркала есть - соответственно знаем положение его фокуса. Для получения ДН остается найти из имеющихся данных ближнего поля фазовый центр облучателя, и вставить данные по ближнему полю в нужное место в проекте (совместить фокус с фазовым центром). На мой взгляд, у данного способа хорошая точность и она будет зависеть от соответствия модели реальной конструкции и качества измеренных данных ближнего поля.
В Feko не работаю, если будут вопросы как это сделать в HFSS - подскажу.

[Igorek R.]

Дмитрий, измерено только Е-поле, на плоскости. Насчёт размещения измеренного ближнего поля относительно зеркала я имел в виду следуещее: как правильно расположить поле относительно фокуса, чтобы повторить положение реального облучателя в ЗА. Расчёты провожу в Feko, так как там есть возможность считать такие большие зеркала ( в одной из плоскостей около 130 лямбд) и можно задавать ближнее поле на плоскости. Спасибо за ответ!

[dabbler]

...можно ли таким образом определить ДН ЗА с хорошей точностью? На какие моменты стоит обратить внимание?

По мне, так измерение поля облучателя с хорошей точностью сама по себе добольно сложная задача. Особенно учет или минимизация влияния зонда на измеряемое поле.
Надеюсь, у вас все три компоненты имерены, с фазами?

[Igorek R.]

Измерялась только одна касательная компонента, так как поляризация облучателя известна. Измерения проводились на стенде фирмы Трим, точность измерения у него очень хорошая. Не раз в этом убеждались на примере других антенн.

[barr]

Igorek R., скажите, а когда вы используете aperture field в качестве источника в Feko, у вас электромагнитная волна только в одну сторону распространяется?
вообще, идея хорошая с возбуждением типа aperture field , особенно она хороша, когда облучатель ЗА не имеет четко выраженного фазового центра или фазовый центр значительно смещается в рабочей полосе частот и это смещение не хочется/не получается учитывать...

[DmitryHF]

Измерялась только одна касательная компонента, так как поляризация облучателя известна. Измерения проводились на стенде фирмы Трим, точность измерения у него очень хорошая. Не раз в этом убеждались на примере других антенн.

Измерение поля вы проводили на неком расстоянии L от края облучателя, предположим что фазовый центр облучателя расположен на 5 см дальше. Значит плоскость нужно расположить на расстоянии L+5см от фокуса в сторону зеркала. В принципе на данном этапе можно и не искать фазовый центр, а выполнить несколько расчетов для разных расстояний и найти оптимальное. Но потом все равно придется его определять, т.к. измерить ДН всей антенны для разных положений облучателя Вы не можете. Если возможно промоделируйте облучатель и в модели определите положение его ФЦ.

Измерение поля на плоскости даст хорошую точность для направленных антенн, если у Вас такой облучатель хорошо. При таком способе если в антенне облучатель затеняет зеркало, а при импорте у Вас в модели будет только зеркало - этот эффект не учтете.

В HFSS алгоритм такой: есть файл измеренных данных на плоскости(в нем информация о частоте, координатах и величина компонент E), далее создаем файл описания для этих данных. В нем указываем систему координат, тип поверхности (в этом случае плоскость), ее положение и размеры в пространстве (центр, размеры, нормаль), частоту (несколько частот) и путь к файлу (файлам) с данными. После этого в HFSS рисуем плоскость и задаем возбуждение Incident wave > Near Field выбираем Enforce E Field (так как данные только по Е) и путь к файлу с описанием.
В Feko наверно похожий способ.

[Igorek R.]

Barr, да излучает в обе стороны, зеркально. Это, как я понял, из-за того, что поле задается только Е-компонентой, а Н-компонента отсутствует. При заданных двух компонентах излучает только в одну сторону. Но для моего случая это не критично, так как облучатель смещен в одной из плоскостей из фокуса.

DmitryHF, я так как вы описали поступаю с измеренным полем. Только без измерений ф.ц. облучателя, так как мне нужно эквивалентно заменить облучатель в соответствии с его реальным положением в конструкции ЗА. Он может быть и не в фокусе.

В Feko ближнее поле примерно по тому же алгоритму заносится.

Есть ещё некоторый ньюанс: почему-то в Feko пересчитанная ДН немного отличается от рассчитанной на стенде, как будто домножается на косинус квадрат угла.

А вообще, спасибо за ответы, вы мне добавили уверенности по этой методике!

[Mirabella]

А вообще, спасибо за ответы, вы мне добавили уверенности по этой методике!

как кажется мне, ДН, полученная по этой методике, будет весьма далека от реальной...
большое зеркало -это уникальное устройство, не бывает двух одинаковых "больших зеркальных антенн"...

[saab]

А чем CST не угодил. Сдуру обсчитывал диаметр 100-200 лямбда.
Вполне.