Мобил алоқа синфаз панелли антеннасининг йўналганлик хусусиятини тадқИҚ этиш

d₁ = d₂ = d₃
а)


d₁ ≠ d₂ ≠ d₃

б)
2.3-расм. Чизиқли АП: а-эквидистант; б-ноэквидистант

Бир хил турдаги, эквидистант ва фазонинг бир нуқтасига йўналтирилган нурлатгичлардан ташкил топган АП нинг йўналганлик характеристикаси (ЙХ) битта нурлатгич ЙХ нинг тизим кўпайтувчисига (АП кўпайтувчиси) кўпайтмаси орқали аниқланади. ЙХ ҳосил қилишнинг бу усули қайта кўпайтириш теоремаси деб аталади ва қуйидаги кўринишда ифодаланади

f(θ,φ)=f₀ (θ,φ)· f_c(θ,φ) . (1.1)
Бунда, f₀(θ,φ) – элементнинг комплекс ЙХ; f_c(θ,φ) - тизим кўпайтувчиси бўлиб, у нурлатувчи элемент турига боғлиқ эмас ва майдоннинг ихтиёрий компонентаси учун бир хил.
Шунингдек, АП синфаз (элементларни қўзғатувчи токлар орасидаги фаза силжиши Δψ=0 га тенг) ва фазаланган (элементларни қўзғатувчи токлар орасидаги фаза силжиши Δψ≠0 га тенг эмас) бўлиши мумкин.
Чизиқли АП ларда учта асосий нурлатиш режими фарқланади: кўндаланг, қия ва бўйлама. №1 лаборатория ишида кўндаланг нурлатиш режими (2.4.а-расм), №2 лаборатория ишида қия нурлатиш режими (2.4.б-расм) тадқиқ этилади.

а) б)

2.4-расм. Чизиқли АП: а - кўндаланг нурлатувчи, б - қия нурлатувчи

Кўндаланг нурлатувчи чизиқли АП нурлатувчи элементлари бир хил амплитудали токлар билан қўзғатилади. Унинг кўпайтувчиси тебратгичлар сони n га, тебратгичлар орасидаги нисбий масофа d/ га ва қўшни тебратгичларнинг ток фазалари фарқи ψ га боғлиқ.

Кўндаланг нурлатувчи чизиқли АП нинг максимал нурлатиш йўналиши (Δψ=0 га тенг бўлганда) унинг ўқига нисбатан перпендикуляр эканлигини билиш жуда муҳим. Сабаби, айнан шу йўналишда узоқ зонада барча элементларнинг майдонлари синфаз тарзда устма-уст тушади. Тебратгичлар орасидаги масофа керагидан ортиқ узоқликда жойлашганда эса, майдонлар бошқа йўналишларда ҳам синфаз қўшилиши мумкин. У ҳолда ЙД бир нечта бош баргчага эга бўлади.
Синфаз АП нинг элементлари орасидаги масофа d<λ бўлганда, ЙД битта бош баргчага, d>λ/2 бўлганда бош баргча нормалдан оғган ҳолатда иккинчи (ёки бир нечта) қўшимча бош баргчага эга бўлади. Қўшни тебратгичларнинг ток фазаларини фаза ўзгартиргичлар ёрдмида Δψ га силжитиш ҳисобига АП нинг максимал нурлатиш йўналишини бошқариш мумкин. Агар нурлатгичлар орасидаги масофа d ярим тўлқин узунлигидан кичик бўлса, АП нинг ЙД фаза силжиши Δψ нинг ихтиёрий қийматларида ҳам фақат битта бош баргчага эга бўлади.
АП да бир тарафлама нурлатишни ҳосил қилиш учун унинг орқа қисмига яхлит металл пластина ёки металл тўр кўринишидаги рефлектор жойлаштирилади. Одатда, рефлекторнинг ўлчамлари панжарадан катта қилиб танланади ва панжарага нисбатан чорак тўлқин узунлиги оралиғида ўрнатилади. Рефлекторнинг ишлаш самарадорлиги асосий йўналишдаги нурланиш қарама-қарши тарафдаги нурланишга нисбатан неча мартага (ёки неча дБ га) кўплигини кўрсатувчи параметр – ҳимоя коэффициенти ёрдамида аниқланади.
Юқорида айтиб ўтилганидек, битта чизиқли АП дан ташкил топган панелли антеннанинг йўналганлик хусусиятларини ошириш учун қатордаги элементлар соннини кўпайтириш лозим. Натижада ЙД бош баргчаси вертикал текисликда тораяди.
ЙД бош баргчасини горизонтал текисликда торайтириш учун (нурлатиш секторини ўзгартириб) эса, чизиқли АП сонини кўпайтириш керак. Шу тарзда, чизиқли таркибдан яссига ўтилади (2.5-расм).

2.5-расм. Ясси антенна панжараси: а- YOX текисликда (Е векторнинг текислиги), б – YOZ текисликда (Н векторнинг текислиги)

Ясси панжара деб, N₂ та нурлатгичлар қаторидан ва ҳар бир қаторда N₁ та нурлатгичлардан ташкил топган тизимга айтилади. АП умумий тебратгичлар сони: N= N₁· N₂ кўринишда аниқланади.
Ясси панжаранинг ЙХ ҳисоблашда дастлаб чизиқли панжаранинг (битта қаторни) ЙХ ҳисобланади, сўнгра чизиқли панжаранинг фаза марказида жойлашган нурлатгичларнинг ҳар бир қаторини нуқтали эквивалент нурлатгич билан алмаштирилади. Шунингдек, ясси панжарани ҳисоблаш вертикал жойлашган чизиқли панжарани ҳисоблашга олиб келади. Ундаги эквивалент элементлар қуйидагича амплитуда диаграммасига эга бўлади


(2.2)

Тебратгичдаги ток амплитудалари тенг ва панжара элементларининг ЙД f₁(θ,φ) бир хил эканлигини ҳисобга олган ҳолда, ушбу нурлатгичлар майдонларининг узоқ зонадаги қўшилиши натижасида қуйидагига эга бўламиз

, (2.3)

бунда, ва умумлашган координаталар;

θ ,φ – мос текисликлардаги нормал ва антеннага йўналтирилган нур орасидаги бурчак, k – тўлқин сони.
Мобил лоқа тизимларини қуришда ва уларга техник хизмат кўрсатишда ундаги барча компоненталарнинг электр параметрларини ўлчаш зарурати юзага келади. Бу каби асосий компоненталардан бири антенна - фидер тракти бўлиб, турғун тўлқин коэффициенти (ТТК) унинг муҳим тавсифи ҳисобланади.
ТТК антенна ва фидернинг мослашиш даражасини (шунингдек, узатгич чиқишини фидер билан мослашганлигини) белгилаб, қуйидагича аниқланади



(2.4)
бу ерда, Р_тушув ва Р_аск - тушган ва аксланган тўлқин қувватининг қиймати.
ТТК узатиш линиясининг мослашганлик кўрсатгичи бўлиб, антеннанинг кириш қаршилиги Z_кир фидернинг тўлқин қаршилиги W_ф дан қанчага фарқ қилишини кўрсатади.
Амалиётда доим узатилган энергиянинг бир қисмининг узатгичга қайтиб келиши кузатилади. Бу эса ўз навбатида, узатгичнинг иш режимига салбий таъсир кўрсатади.
Фидердаги электромагнит тўлқин узатгичдан антенна тарафга қараб ҳаракатланади. Бундай тўлқин тушувчи деб аталади. Агар, антеннанинг кириш қаршилиги Z_кир фидернинг тўлқин қаршилиги W_ф га тенг бўлса, тушушувчи тўлқиннинг барча энергияси юкламада ютилади. Қолган барча ҳолатларда
(Z_кир ≠ W_ф), юкламага тўлқиннинг бир қисми ўтади, қолган қисми эса манба тарафга ҳаракатланади. Бу тўлқин аксланган тўлқин деб аталади.
Агар Z_кир = W_ф бўлса, ток амплитудаси линия бўйлаб доимий қийматга эга бўлади. Агар Z_кир ≠ W_ф бўлса, қайтган тўлқин тушувчи тўлқин билан қўшилади ва интерференция юзага келади. Натижада фидерда токнинг нотекис амплитуда тақсимоти ҳосил бўлади. Фидер охири тўлиқ беркитилган бўлса (қисқа туташув), тушувчи тўлқиннинг тўлиқ аксланиши кузатилади ва ток тақсимотидаги минимумлар нолга тенг бўлади. Яъни, фидер актив қувватни узатмайди.
Мобил алоқа тизимларидаги антенна-фидер трактининг ТТК қиймати 1,2 дан ошмаслиги керак.

1.