Sintesi dell'array di Antenna Magus
Progettazione semplificata dell'array delle antenne
Lo strumento di sintesi dell'array Antenna Magus
Lo strumento di sintesi dell'array aiuta nelle fasi iniziali della progettazione di array. Assiste gli ingegneri nella sintesi di array di varie forme, ad esempio lineari, planari e circolari, con distribuzioni di eccitazione ed elementi radianti differenti. Lo strumento di sintesi di array contiene diversi algoritmi di progettazione che determinano i parametri di array richiesti per determinati obiettivi. Gli utenti possono importare e modificare i layout degli array direttamente in Antenna Magus sfruttando appositi operatori.
Un'applicazione utile per lo strumento di sintesi dell'array è la funzionalità di importazione della matrice di distribuzione (DM). Consente agli utenti di specificare layout di array personalizzati utilizzando file .tsv (Tab-Separated Value). Antenna Magus legge la distanza (x,y,z), l'ampiezza e la fase di ciascun elemento e calcola l'array sintetizzato utilizzando il diagramma dell'elemento specificato.
Tipi di array di antenne
Il browser di informazioni Antenna Magus fornisce ulteriori informazioni su come utilizzare la sintesi dell'array in: Sintesi dell'array delle antenne in Antenna Magus e nella Guida: Come si utilizza lo strumento di sintesi dell'array? L'ultimo articolo descrive inoltre i diversi fattori di eccitazione in modo più dettagliato e fornisce riferimenti per ulteriori ricerche.
- Lineare
- Planare
- Circolare
- Circolare concentrico
- Cilindrico
- Triangolare
Broadside con conicità predefinita
Questo algoritmo di sintesi progetta un array lineare per una determinata direttività o larghezza del fascio. Antenna Magus organizza gli elementi dell'array lungo l'asse X, con il modello risultante simmetrico intorno all'asse X e il picco di direttività nel piano Y-Z (broadside).
Questo algoritmo di progettazione imposta la distanza tra gli elementi sempre a 0,49 λ. La specifica di una direttività inferiore a 20 dB o di una larghezza del fascio superiore a 20°, fa sì che tutti i lobi laterali siano uguali o inferiori di -20 dB alla direttività del fascio principale [conicità di eccitazione Dolph-Chebychev]. Per progetti con guadagno più elevato, i primi cinque lobi laterali sono inferiori di -20 dB alla direttività del fascio principale [conicità di eccitazione Villeneuve].
Direttività broadside e angolo di scansione
Questo algoritmo di sintesi progetta un array lineare per una determinata direttività o larghezza del fascio e un angolo di scansione. Antenna Magus dispone gli elementi dell'array lungo l'asse X. Il modello risultante è simmetrico per rotazione intorno all'asse X e il picco di direttività è all'angolo di scansione specificato rispetto al piano Y-Z.
Questo algoritmo di progettazione imposta la distanza tra gli elementi sempre a 0,49 λ. La specifica di una direttività inferiore a 20 dB o di una larghezza del fascio superiore a 20°, fa sì che tutti i lobi laterali siano uguali o inferiori di -20 dB alla direttività del fascio principale [conicità di eccitazione Dolph-Chebychev]. Per progetti con guadagno più elevato, i primi cinque lobi laterali sono inferiori di -20 dB alla direttività del fascio principale [conicità di eccitazione Villeneuve]. La specifica dell'angolo di scansione introduce un offset di fase tra elementi nell'eccitazione.
Direzionalità broadside e conicità di eccitazione
Questo algoritmo di sintesi progetta un array lineare per una determinata direttività o larghezza del fascio e un angolo di scansione. Antenna Magus dispone gli elementi dell'array lungo l'asse X. Il modello risultante è simmetrico per rotazione intorno all'asse X e il picco di direttività è all'angolo di scansione specificato rispetto al piano Y-Z.
Questo algoritmo di progettazione imposta la distanza tra gli elementi sempre a 0,5 λ. Antenna Magus consente di selezionare la conicità di eccitazione tra eccitazione uguale [uniforme], livello del lobo laterale uniforme [Dolph-Chebychev] e primi lobi laterali uniformi [Villeneuve]. Possono quindi specificare il livello del lobo laterale e il numero di lobi laterali, ove applicabile.
Direttività broadside, angolo di scansione e conicità
Questo algoritmo di sintesi progetta un array lineare per una determinata direttività o larghezza del fascio, angolo di scansione e conicità di eccitazione. L'utente può specificare la conicità di eccitazione per controllare i lobi laterali, mentre utilizza l'angolo di scansione (specificato dal broadside) per progettare un array che si squadri a un angolo specifico. Antenna Magus è in grado di progettare questo array con gli elementi disposti lungo uno qualsiasi dei tre assi principali. Il modello risultante è simmetrico per rotazione intorno all'asse scelto e il picco di direttività è all'angolo di scansione specificato rispetto al piano normale di tale asse.
Questo algoritmo di progettazione può utilizzare la distanza tra elementi come input. Sono possibili valori compresi tra 0 λ e 5 λ. Una distanza superiore a 0,5 λ può portare alla comparsa di lobi di reticolo indesiderati insieme al lobo principale richiesto. Pertanto, il picco di direttività potrebbe essere inferiore a quella prevista. L'energia nel lobo del reticolo può essere compensata nei requisiti di progettazione del lobo principale. La direzione del lobo principale può essere specificata tra -90 e 90 gradi. Gli utenti possono selezionare la conicità di eccitazione come uguale all'eccitazione [uniforme], livello del lobo laterale uniforme [Dolph-Chebychev] e primi lobi laterali uniformi [Villeneuve]. Possono quindi specificare il livello del lobo laterale e il numero di lobi laterali, ove applicabile.
Direttività o larghezza del fascio End-Fire
Questo algoritmo di sintesi progetta un array lineare per una determinata direttività o larghezza del fascio. Antenna Magus dispone gli elementi dell'array lungo l'asse X. Il lobo principale del modello risultante è un corpo di rotazione intorno all'asse X, con il picco di direttività nella direzione +X.
La distanza tra gli elementi è sempre di 0,49 λ quando si utilizza questo algoritmo di progettazione. Se viene specificata una direttività inferiore a 20 dB o una larghezza del fascio superiore a 20°, tutti i lobi laterali sono uguali o inferiori di -20 dB alla direttività del fascio principale [conicità di eccitazione Dolph-Chebychev]. Per progetti con guadagno più elevato, i primi cinque lobi laterali sono inferiori di -20 dB alla direttività del fascio principale [conicità di eccitazione Villeneuve]. La specifica dell'angolo di scansione introduce un offset di fase tra elementi nell'eccitazione.
Direttività e conicità di eccitazione End-Fire
Questo algoritmo di sintesi progetta un array lineare per una determinata direttività o larghezza del fascio e una conicità di eccitazione. La direzione del picco di direttività può essere impostata su qualsiasi direzione dell'asse cartesiano. La specifica della conicità di eccitazione controlla i lobi laterali. Lo schema risultante di questo array è sempre simmetrico per rotazione intorno all'asse scelto.
Questo algoritmo di progettazione può utilizzare la distanza tra elementi come input. Sono possibili valori compresi tra 0 λ e 5 λ. Se si utilizza una distanza superiore a 0,5 λ, saranno presenti lobi del reticolo indesiderati insieme al lobo principale richiesto. Pertanto, il picco di direttività potrebbe essere inferiore a quello previsto. L'energia nel lobo del reticolo può essere compensata nei requisiti di progettazione del lobo principale. Gli utenti possono selezionare la conicità di eccitazione come uguale all'eccitazione [uniforme], livello del lobo laterale uniforme [Dolph-Chebychev] e primi lobi laterali uniformi [Villeneuve]. Possono quindi specificare il livello del lobo laterale e il numero di lobi laterali, ove applicabile.
Broadside Null con Direttività e Conicità
Questo algoritmo di sintesi progetta un array lineare con un valore Broadside null, con una direttività specifica su entrambi i lati del valore nullo e della conicità di eccitazione. La specifica della conicità di eccitazione consente di controllare i lobi laterali. Antenna Magus è in grado di progettare questo array con gli elementi disposti lungo uno qualsiasi dei tre assi principali. Lo schema risultante è simmetrico per rotazione attorno all'asse scelto, con il valore nullo situato nel piano normale rispetto a quell'asse.
La distanza tra gli elementi progettata da questo algoritmo è sempre di 0,5 λ. Gli utenti possono selezionare la conicità di eccitazione come uguale all'eccitazione [uniforme] e lobi laterali ravvicinati a un livello specificato quasi uniforme [Bayliss]. Il livello del lobo laterale e il numero di lobi laterali possono essere impostati quando si utilizza la conicità Bayliss.
Specificare direttamente il layout
Questo algoritmo consente direttamente la specifica e l'eccitazione dell'array. Antenna Magus non regola il layout dell'array per raggiungere obiettivi elettrici specifici. Pertanto, gli utenti possono valutare un layout di array personalizzato, utilizzando le routine di array in Antenna Magus.
È possibile specificare l'orientamento dell'array, la distanza tra gli elementi, il metodo di distanza e la conicità di eccitazione. Gli utenti possono selezionare la conicità di eccitazione come uguale all'eccitazione [uniforme], livello del lobo laterale uniforme [Dolph-Chebychev] e primi lobi laterali uniformi [Villeneuve]. Possono quindi specificare il livello del lobo laterale e il numero di lobi laterali, ove applicabile.
Direttività Broadside o larghezza del fascio
Questo algoritmo di sintesi progetta un array planare per una determinata direttività o larghezza del fascio. Antenna Magus dispone sempre gli elementi array nel piano X-Y, centrati sull'asse Z, generando un fascio bidirezionale lungo l'asse Z positivo e negativo.
Quando si utilizza questo algoritmo di progettazione, la distanza tra gli elementi è sempre di 0,45 λ, con un numero uguale di radiatori nella direzione x e y quando viene specificato il guadagno e un numero diverso di radiatori nella direzione x e y quando nel piano x e y sono specificate ampiezze del fascio diverse da 3-dB. L'eccitazione per elemento è il prodotto di due eccitazioni di array lineare, un'eccitazione è disposta lungo l'asse X e l'altra lungo l'asse Y. Se viene specificata una direttività inferiore a 20 dB o una larghezza del fascio superiore a 20°, i lobi laterali per eccitazione lineare sono inferiori di -20 dB rispetto la direttività del fascio principale [conicità di eccitazione Dolph-Chebychev]. Per progetti con guadagno più elevato, ogni eccitazione lineare è progettata per avere i primi cinque lobi laterali inferiori di -20 dB rispetto la direttività del fascio principale [conicità di eccitazione Villeneuve]
Direzionalità ed eccitazione broadside
Questo algoritmo di sintesi progetta un array planare per una determinata direttività o larghezza del fascio e angolo di scansione. La conicità di eccitazione controlla il livello e la distribuzione del lobo laterale. Antenna Magus dispone sempre gli elementi array nel piano X-Y, centrati sull'asse Z, generando un fascio bidirezionale lungo l'asse Z positivo e negativo.
Quando si utilizza questo algoritmo di progettazione, la distanza tra gli elementi è sempre di 0,5 λ, con un numero uguale di radiatori nella direzione x e y quando viene specificato il guadagno e un numero non uguale di radiatori nella direzione x e y quando nei piani x e y sono specificate ampiezze del fascio diverse da 3-dB. L'eccitazione per elemento è il prodotto di due eccitazioni di array lineare, una disposta lungo l'asse X e l'altra lungo l'asse Y.
Gli utenti possono impostare la conicità di eccitazione come eccitazione uguale [uniforme], tutti i lobi laterali uguali [Dolph-Chebyshev] o i primi lobi laterali uguali [Villeneuve]. È quindi possibile impostare il livello del lobo laterale e il numero di lobi laterali (ove applicabile).
Broadside nullo con direttività specifica
Questo algoritmo di sintesi progetta un array planare nullo per una specifica direttività e conicità di eccitazione. La conicità di eccitazione controlla il livello e la distribuzione del lobo laterale. Antenna Magus dispone sempre gli elementi array nel piano X-Y, centrati sull'asse Z, generando un fascio bidirezionale lungo l'asse Z positivo e negativo.
Questo algoritmo di progettazione imposta sempre la distanza tra gli elementi a 0,5 λ, con un numero uguale di radiatori nelle direzioni x e y. Il posizionamento relativo dell'elemento su una curva di Bayliss tra il centro (origine) e il raggio esterno massimo dell'array determina l'eccitazione.
Gli utenti possono impostare la conicità di eccitazione su eccitazione uguale [uniforme] o su lobi laterali ravvicinati a un livello specificato quasi uniforme [Bayliss]. È quindi possibile impostare il livello del lobo laterale e il numero di lobi laterali (ove applicabile). Tuttavia, la complessità della progettazione rende difficoltoso il controllo di questa specifica, con il rischio di ottenere risultati non conformi alle indicazioni fornite.
Direzionalità Broadside, angolo di scansione e conicità
Questo algoritmo di sintesi progetta un array planare per una determinata direttività o larghezza del fascio, angolo di scansione e conicità di eccitazione. La conicità di eccitazione controlla il livello e la distribuzione del lobo laterale, mentre l'angolo di scansione (specificato dal broadside) viene utilizzato per progettare un array che si squadrati a un angolo specifico. Antenna Magus dispone sempre gli elementi array nel piano X-Y, centrati sull'asse Z, generando un fascio bidirezionale lungo l'asse Z positivo e negativo.
Questo algoritmo di progettazione può utilizzare la distanza tra elementi come input. Sono possibili valori compresi tra 0 λ e 5 λ. Quando si specifica il guadagno, viene scelto un numero uguale di radiatori nella direzione x e y, mentre un numero non uguale di radiatori nella direzione x e y viene scelto quando nei piani x e y sono specificate ampiezze del fascio di 3-dB diverse. L'eccitazione per elemento è il prodotto di due eccitazioni di array lineare, una disposta lungo l'asse X e l'altra lungo l'asse Y.
Gli utenti possono impostare la conicità di eccitazione come eccitazione uguale [uniforme], tutti i lobi laterali uguali [Dolph-Chebyshev] o i primi lobi laterali uguali [Villeneuve]. È quindi possibile impostare il livello del lobo laterale e il numero di lobi laterali (ove applicabile).
Specificare direttamente il layout
Questo algoritmo consente direttamente la specifica e l'eccitazione dell'array. Antenna Magus non regola il layout dell'array per raggiungere obiettivi elettrici specifici. Pertanto, gli utenti possono valutare un layout di array personalizzato, utilizzando le routine di array in Antenna Magus. Gli elementi dell'array sono disposti nel piano X-Y, centrati sull'asse Z.
L'utente può specificare il numero di elementi, la distanza tra gli elementi e il metodo di distanziamento rispettivamente nelle direzioni x e y. Gli utenti possono selezionare la conicità di eccitazione come uguale all'eccitazione [uniforme], livello del lobo laterale uniforme [Dolph-Chebychev] e primi lobi laterali uniformi [Villeneuve]. Possono quindi specificare il livello del lobo laterale e il numero di lobi laterali, ove applicabile. L'eccitazione per elemento è il prodotto di due eccitazioni di array lineare, una disposta lungo l'asse X e l'altra lungo l'asse Y. La specifica relativa al lobo laterale non può essere garantita, in quanto la configurazione non viene regolata per soddisfare gli scopi prefissati.
Direzione azimutale del picco di direttività
Questo algoritmo di sintesi progetta un array circolare per una determinata direttività in una direzione azimutale. Antenna Magus organizza sempre gli elementi di questo array nel piano X-Y, centrato sull'asse Z.
Gli utenti hanno la possibilità di specificare la direzione azimutale, insieme ad altri parametri come la direzionalità, il raggio oppure il numero degli elementi. Quando specificano una direzione e una direttività azimutale, l'algoritmo di progettazione progetta l'array per il minor numero di elementi con gli elementi adiacenti distanti circa un quarto della lunghezza d'onda.
Quando si specifica il numero di elementi, viene progettato il raggio più piccolo possibile, mentre quando si specifica il raggio dell'array, viene scelto il numero più piccolo di elementi, entrambi con gli elementi adiacenti distanti circa un quarto della lunghezza d'onda.
Specificare direttamente il layout
Questo algoritmo consente direttamente la specifica e l'eccitazione dell'array. Antenna Magus non regola il layout dell'array per raggiungere obiettivi elettrici specifici. Pertanto, gli utenti possono valutare un layout di array personalizzato, utilizzando le routine di array in Antenna Magus. Gli elementi dell'array sono disposti nel piano X-Y, centrati sull'asse Z.
È possibile specificare il numero di elementi nell'array e il raggio dell'array.
Guadagno o larghezza del fascio
Questo algoritmo di sintesi progetta un array circolare (composto da più anelli concentrici di elementi) per una determinata direttività o larghezza del fascio. Antenna Magus dispone sempre gli elementi di array nel piano X-Y (centrato intorno all'asse Z) e la radiazione del fascio principale lungo le direzioni positive e negative dell'asse Z. Quando si ipotizzano elementi di array isotropici, lo schema di radiazione di questo array è un'immagine di rotazione attorno all'asse Z.
Angolo di scansione e guadagno
Questo algoritmo di sintesi progetta un array circolare (composto da più anelli concentrici di elementi) per una determinata direttività o larghezza del fascio. Antenna Magus dispone sempre gli elementi di array nel piano X-Y (centrato intorno all'asse Z) e la radiazione del fascio principale lungo le direzioni positive e negative dell'asse Z. Questo algoritmo di sintesi progetta un array circolare concentrico (costituito da una serie di anelli concentrici di elementi array) per una direttività specifica in una determinata direzione azimutale e di elevazione. Antenna Magus organizza sempre gli elementi di questo array nel piano X-Y, centrato sull'asse Z. Quando si ipotizzano elementi di array isotropici, il modello di radiazione sintetizzato di questo array è un'immagine speculare attorno al piano x-y.
Gli utenti possono specificare una direzione azimutale e di elevazione per il fascio principale e la direttività richiesta del fascio principale. Il grafico mostra la definizione degli angoli.
Scegliere la conicità della distribuzione di eccitazione come uniforme (tutti gli elementi eccitati uniformemente) o in base a una distribuzione di Taylor. Quando si utilizza una distribuzione di Taylor, è possibile scegliere di mantenere il livello e il numero di lobi laterali a questo livello, mentre la conicità uniforme non fornisce alcun controllo del livello di lobo laterale.
Angolo di scansione e larghezza del fascio
Questo algoritmo di sintesi progetta un array circolare concentrico, composto da più anelli concentrici di elementi. Fornisce un fascio principale con una larghezza del fascio specificata in una data direzione azimutale e di elevazione. Antenna Magus organizza gli elementi di questo array nel piano X-Y, centrati sull'asse Z. Quando si ipotizzano elementi di array isotropici, lo schema di radiazione sintetizzato di questo array è un'immagine speculare attorno al piano X-Y.
Gli utenti possono specificare una direzione azimutale e di elevazione per il fascio principale e la larghezza del fascio richiesta con il fascio principale. Il grafico mostra la definizione degli angoli. Quando il modello di radiazione dell'array viene sintetizzato con schemi di elementi isotropici, il modello di radiazione risulta sempre speculare attorno al piano XY.
Scegliere la conicità della distribuzione di eccitazione come uniforme (tutti gli elementi eccitati uniformemente) o in base a una distribuzione di Taylor. Quando si utilizza una distribuzione di Taylor, è possibile scegliere di mantenere il livello e il numero di lobi laterali a questo livello, mentre la conicità uniforme non fornisce alcun controllo del livello di lobo laterale.
Specificare direttamente il layout
L'algoritmo in questione permette di definire direttamente l'array circolare concentrico. Antenna Magus non regola il layout dell'array per raggiungere obiettivi elettrici specifici. Questa opzione è utile per valutare le prestazioni di un layout di array personalizzato o pre-progettato. Antenna Magus organizza gli elementi di questo array nel piano X-Y, centrato sull'asse Z. L'inclusione dell'elemento centrale è opzionale.
Gli utenti possono specificare il numero di anelli concentrici, la distanza tra gli anelli degli elementi e la distanza azimutale minima tra gli elementi. La distanza azimutale è minima e l'algoritmo regola la distanza per ciascun anello in modo che gli elementi di ciascun anello siano equidistanti, ma non più vicini di questo valore.
Oltre alle proprietà di layout fisico dell'array, è possibile specificare la conicità di eccitazione dell'array per consentire l'orientamento del raggio e il controllo del livello del lobo laterale. L'efficacia della fasatura degli elementi e l'utilizzo di una conicità di distribuzione dipendono dal layout fisico e dalla distanza dell'elemento di array, che potrebbe impedire di raggiungere le prestazioni specificate. Il grafico mostra la definizione degli angoli.
Specificare direttamente il layout
Questo algoritmo consente di specificare direttamente l'array e la sua fase di eccitazione. Antenna Magus non regola il layout dell'array per raggiungere obiettivi elettrici specifici. Pertanto, gli utenti possono valutare un layout di array personalizzato, utilizzando le routine di array in Antenna Magus. Il raggio dell'array si trova nel piano X-Y, mentre l'altezza si estende nella direzione Z.
Fisicamente, è possibile impostare il numero di elementi lungo la circonferenza (arco), il numero di elementi lungo l'altezza, il raggio, l'intervallo angolare e la distanza degli elementi lungo l'altezza dell'array. Elettricamente, è possibile impostare lo spostamento di fase incrementale in direzione radiale e in altezza.
Specificare direttamente il layout
Questo algoritmo consente direttamente la specifica e l'eccitazione dell'array. Antenna Magus non regola il layout dell'array per raggiungere obiettivi elettrici specifici. Pertanto, gli utenti possono valutare un layout di array personalizzato, utilizzando le routine di array in Antenna Magus. Gli elementi dell'array sono disposti nel piano X-Y, centrati sull'asse Z.
Gli utenti possono specificare il numero di elementi, la distanza tra gli elementi e il metodo di distanza rispettivamente nelle direzioni X e Y. Possono selezionare la conicità di eccitazione affinché sia uguale all'eccitazione [uniforme], al livello del lobo laterale uniforme [Dolph-Chebychev] e ai primi lobi laterali uniformi [Villeneuve]. Possono quindi specificare il livello del lobo laterale e il numero di lobi laterali, ove applicabile. L'eccitazione per elemento è il prodotto di due eccitazioni di array lineari, una disposta lungo l'asse X e l'altra lungo l'asse Y per un array rettangolare. Da questa distribuzione di eccitazione, viene estratto un sottoinsieme per l'array triangolare. La specifica relativa al lobo laterale non può essere garantita, in quanto la configurazione non viene regolata per soddisfare gli scopi prefissati.
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