تبليغات
تبلیغات در دانشجو کلوب محک :: موسسه خيريه حمايت از کودکان مبتلا به سرطان ::
جستجوگر انجمن.براي جستجوي مطالب دانشجو کلوپ مي توانيد استفاده کنيد 
برای بروز رسانی تاپیک کلیک کنید
 
امتیاز موضوع:
  • 1 رأی - میانگین امتیازات: 5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

وسايل شيفت فاز الكترومكانيكي

نویسنده پیام
  • ♔ αϻἰг κнаη ♔
    آفلاین
  • مدیرکل  سایت
    *******
  • ارسال‌ها: 16,105
  • تاریخ عضویت: تير ۱۳۹۰
  • اعتبار: 1090
  • تحصیلات:زیر دیپلم
  • علایق:مبارزه
  • محل سکونت:ایران زمین
  • سپاس ها 34951
    سپاس شده 49155 بار در 13535 ارسال
  • امتیاز کاربر: 551,587$
  • حالت من:حالت من
ارسال: #1
وسايل شيفت فاز الكترومكانيكي
وسايل شيفت فاز الكترومكانيكي
علاوه بر شيفت دهنده هاي فاز الكترونيكي، وسايل الكترومكانيكي براي تغيير فاز در رادارهاي آرايه فازي، مخصوصاً در مدلهاي اوليه به كار گرفته شده بودند. گرچه شيفت دهنده هاي الكترومكانيكي در حال حاضر كاربرد وسيعي ندارند، براي بازگويي تنوع وسايلي كه در آنتن هاي آرايه اي به كار گرفته مي شوند اين نوع شيفت دهنده ها در اين مبحث تشريح مي شوند.
يكي از اولين و ساده ترين شيفت دهنده هاي فاز الكترومكانيكي، يك خط انتقال است كه طولش به صورت مكانيكي و توسط يك بخش تلسكوپي تغيير مي كند. اين وسيله، خط كشنده ناميده مي شود. بخش تلسكوپي ممكن است به شكل U باشد، و. طول خط توسط روشي شبيه به ساز بادي تغيير مي كند. خط كشنده (linestretcher) اغلب در كابل كواكسيال به كار گرفته مي شود. يك خط كشنده مكانيكي شيفت فاز بيشتري را نسبت به خط كشنده متداول در شيفت دهنده فاز خط مارپيچ مي دهد. سرعت فاز در يك خط انتقال مارپيچ به ميزان قابل توجهي كمتر از سرعت نور است. به اين دليل يك حركت مكانيكي مطلوب، تغيير فاز بيشتري را نسبت به يك خط كشنده در خط انتقال متداول توليد مي كند. بنابراين يك شيفت دهنده فاز كوتاهتر، مخصوصاً در باندهاي فركانسي VHF و UHF مفيد مي باشد. كاهش در طول ابعاد معادل با ضريب پاياني از مارپيج مي باشد، كه اين ضريب برابر با نسبت محيط به ارتفاع حلقه مي باشد.
ضرايب پاياني مارپيچ در طرحهاي عملي بين 10 تا 20 مي باشند. نه كابل كواكسيال و نه خط كشنده مارپيچي، هيچ كدام براي فركانسهاي بالاتر مايكروويو مناسب نمي باشند. يك وسيله موجبري متناسب براي فركانسهاي بالا، متناظر با خط كشنده است، كه اين خط كشنده همانند T جادوئي عمل مي كند. يك تغيير در طول خط، يا يك تغيير متناظر در فاز، در T جادوئي و توسط مدارات كوتاه قابل تنظيم در بازوهايي كه روي يك خط قرار دارند، توليد مي شود. استفاده از مدارات كوتاه قابل تنظيم در هايبريد شكاف كوتاه تا حدي براي آرايش مكانيكي مناسب تر است. شيفت دهنده فاز الكترومكانيكي ديگري كه در آرايه رادار به كار گرفته شده است، شيفت دهنده فاز مكانيكي بازوي چرخان مي باشد. اين شيفت دهنده شامل تعدادي خط انتقال هم مركز مي باشد. هر خط، يك ميان موج سه پهلو همراه با يك رساناي عايق بندي شده مي باشد.
يك بازوي محرك تماس را با هر تجمع دايروي حاصل مي كند. بازوها به منظور توليد يك تغيير پيوسته و يكنواخت از فاز در عرض المانهاي آرايه مي چرخند. زماني كه فاز در يك سر خط هم مركز افزايش مي يابد، در سر ديگر خط فاز كاهش مي يابد. در نتيجه يك خط ميتواند توسط دو المان، تغيير فاز لازم را ايجاد كند، كه اين دو المان مي توانند در دو طرف مركز آرايه جاي گيرند. تعداد حلقه هاي هم مركز، براي يك آرايه خطي (1+N) المانه مورد نياز است. چندين روش براي توليد شيفت فاز وجود دارد كه خواص پلاريزاسيون دايروي را به كار مي گيرند. يكي از اولين وسايلي كه پلاريزاسيون دايروي را به كار گرفت، انتشار امواج در گرداگرد موجبر، يا به عبارتي شيفت دهنده فاز Fox بوده. شيفت دهنده فاز موجبر چرخان در جنگ جهاني دوم و توسط آزمايشگاههاي تلفن بل و در رادارهاي مروري FH MUSA يا MK8 مورد استفاده قرار مي گرفت. اين اولين رادار US براي استفاده دد آنتن آرايه فازي با شيفت دهنده فاز و به منظور هدايت بيم بود. اين آرايه S-band كه داراي 42 المان بود 9 درجه را در عرض 10 ثانيه مرور كرد. وسايل منسوبي كه تغيير فاز را توسط چرخش نسبي از ديپلهاي متقاطع به دست مي آوردند، در يك هدايت دايروي يا كويتي توسط كومر توصيف شده‌اند. يك شكل متفاوت از هدايت مكانيكي بيم در يك ارايه با المانهاي آنتن مارپيچي استفاده ميشود.
بيم پلاريزه خطي توسط يك صفحه آرايه دو بعدي تشعشع ميشود. يك درجه چرخش مكانيكي متناظر است با تغيير فاز يك درجه الكتريكي. وسايل شيفت فاز اضافي، مورد نياز نيستند. يك ارايه از المانهاي مارپيچ يك آنتن مروري ساده را مي سازد. اين آنتن عمدتاً در كاربردهايي كه المان باند عريض مورد نياز است و قدرت هم زياد بالا نيست، مفيد مي باشد. تمامي مجموعه ها شامل سردكنهاي مارپيچي و شبكه هاي تغذيه، و نه اتصال چرخان مي توانند توسط تكنيك هاي مدار چاپي توليد شود. المانهاي سردكن مارپيچي براي شيفتهاي فاز در آرايه مورد استفاده واقع مي شوند. تغيير در فاز در موجبر فرستنده ممكن است توسط تغيير مكانيكي ابعاد موجبر حاصل شود. يك وسيله مشابه كه براي رادارهاي عملي مورد استفاده قرار گرفته بود، مرورگر Eagle يا delta-a بود. عبارت اخير توصيفي است از اين واقعيت كه سرعت انتشار و درنتيجه سرعت فاز، از يك سيگنال كه در موجبر منتشر مي شود، وابسته به پهناي موجبر يا بعد a موجبر مي باشد. اين تكنيك شيفت فاز براي رادار :GCA ground control approach) شيوه كنترل زميني) با مرور مكانيكي بيم ها در زواياي سمت و ارتفاع مورد استفاده قرار مي گرفت.
شيفت دهنده هاي فاز مكانيكي، البته مانند وسايل الكترونيكي سريع نيستند و قادر به انتخاب يك مقدار تصادفي از فاز هم نيستند. بنابراين، اين موضوع امكان پذير است كه با چندين وسيله الكترومكانيكي مرور بيم را روي سطح پوشش خود بيم با آهنگ ده بار در ثانيه (زمان سوئيچ 1/0 ثانيه) كه به اندازه كافي براي بسياري از كاربردها سريع مي باشد، انجام دهيم.
4-3- آرايه هاي مرور فركانس FREQUENCY - SCAN ARRAYS
تغيير در فركانس سيگنال الكترومغناطيس و در امتداد خط انتقال تغييري را در فاز ايجاد مي كنند. همانند مطلبي كه در رابطه (15-3) ارائه شد. اين موضوع يك وسيله نسبتاً ساده براي ايجاد شيفت فاز الكترونيكي، فراهم مي كند. گرچه تغذيه موازي براي يك آرايه مرور فركانس، امكان پذير است، ولي معمولاً استفاده از آرايه تغذيه سري ساده تر مي بباشد. شكل (7-3). زماني كه خط اتصال انتقال دهنده المان هاي مجاور، در مقايسه با شيفت دهنده هاي فاز معمولي، باريك باشد، آرايش تغذيه سري مي تواند در آرايه هاي مرور فركانس و بدون افت اضافي به كار رود.

شكل 7-3- آرايه خطي مرور فركانس با تغذيه سري
اختلاف فاز بين دو المان مجاور در آرايه تغذيه سري شكل 7-3 به قرار زير است:
(16-3)
كه در آن:
F: فركانس سيگنال الكترومغناطيسي
L: طول اتصال دهنده المان هاي مجاور (كلاً بزرگتر از فاصله بين المانهاست)
V: سرعت انتشار در خط انتقال
: طول موج
به خاطر سهولت در مسئله، سرعت انتشار برابر سرعت نور © درنظر گرفته مي شود. اين موضوع به خطوط كواكسيال يا تركيبات مشابه با آن كه مد TEM را منتشر مي كنند، مربوط مي شود.
اگر بيم اصلي در جهت باشد، اختلاف بين المانها بايد باشد. در يك آرايه مرور فركانس، جمع شدن مضروب صحيح از راديان با اختلاف فاز مربوطه، معمولاً ضروري است. اين موضوع باعث مي شود كه يك زاويه مروري، توسط يك تغيير فركانس كوچكتر نيز حاصل شود. اين به آن معني است كه عدد صحيح m در راديان ضرب مي شود. با معادل شمردن اين اختلاف فاز و شيفت فاز حوصله از خط به طول l معادله 16-4 ايجاد مي شود، اكنون داريم:
(a17-3)
(b17-3) يا
زماني كه بيم در موقعيت بروسايد باشد معادله (b17-4) نتيجه مي دهد كه كه در آن طول موج متناظر با بيم در موقعيت بروسايد مي باشد. فركانس متناظر نيز است و موقعيت بين به قرار زير مي باشد:
(18-3)
اگر بيم تا حدود زواياي بچرخد، انحراف طول موج توسط رابطه زير ارائه مي شود:
(19-3)

بنابراين بين انحراف طول موج و طول موج واقعي در خط اتصال دهنده المانها، يك مبادله وجود دارد.
يك رادار مرور فركانس به يك بخش مهم از باند موجود در رادار، به منظور اختصاص دادن به حساسيت بيم، احتياج دارد. گرچه اين روش، روش ساده اي براي هدايت الكترونيكي بيم است، ولي معمولاُ از باند فركانسي براي مقاصد ديگر استفاده نمي شود. اگر پالس خيلي كوتاه (سيگنالهاي با پهناي خيلي وسيع) در آرايه مرور فركانس به كار رود، شكل پترن كج و كوله خواهد شد. دو روش مشابه براي بررسي اين محدوديت وجود دارد. در بررسي ويژگي حوزه فركانسي، هر جزء وابسته به طيفي از فركانس متناظر با يك جهت مختلف مي باشد. اگر سيگنال، شامل اجزاء فركانس گسترده اي باشد، بيم براي ناحيه اي ناموزون و بزرگتر از پهناي بيم خودش گسترده خواهد شد. متناوباً از شروع زمان تأخير مورد بررسي پالس فشرده تأثيرگذار براي ورودي آرايه، تغذيه شري (شكل 17-3) يك زمان محدود براي حركت در انتهاي خط انتقال لازم دارد.
در رابطه (18-3) سرعت انتشار در خط انتقال برابر سرعت نور بود. با اين وجود، براي خطوط انتقال در يك ارايه مرو فركانس، سرعت انتشار با فركانس تغيير مي كند، به عبارت ديگر آنها پراكنده كننده مي باشند.
يك موجبر نمونه اي از خط پراكنده كننده مي باشد. سرعت در مقايسه با مشخصات فركانسي در خطوط انتقال مي تواند يك مزيت به شمار رود و حساسيت فركانسي بيشتري ايجاد كند. به عبارت ديگر، يك ضريب پاياني كوچكتر مي تواند براي زاويه مرور و انحراف فركانسي، حاصل شود. يك طرح اوليه از يك موجبر تا شده براي تحريك، ارايه اي كه شامل موجبرهاي شيارشيار شده است. در شكل 8-3 نشان داده شده است. اين نوع از تغذيه، به عنوان تغذيه مارپيچ، پيچاپيچ يا پيچ اندر پيچ، شناخته مي شود.
ساير خطوط انتقال موج آهسته اي كه مي تواند براي اين نوع تغذيه به كار روند عبارتند از: موجبر استوانه اي و موجبر شيار داده شده. پيكربندي شكل 8-3 مي تواند براي مرور بيم مدادي شكل در زاويه ارتفاع استفاده شود، البته با چرخش مكانيكي كه مرور بيم مداري شكل در زاويه ارتفاع استفاده شود، البته با چرخش مكانيكي كه مرور زاويه سمت را انجام مي دهد. AN/SPS-48 شكل 9-3، يك نمونه عملي مي باشد. اين رادار، يك رادار مرور فركانس است كه در بسياري از ناوهاي ايالات متحده آمريكا مورد استفاده قرار مي گيرد. اين رادتر براي اندازه گيري زواياي سمت و ارتفاع هدفهاي هوايي به كار مي رود.
شكل 8-3- آنتن فركانس «آرايه صفحه اي» شامل يك موجبر تا شده، تغذيه خط تأخير، يك دستگاه از موجبر كه همگي با تشعشع شيارها در جداره نازك موجبر تطبيق داده شده اند.
اين رادار گاهي اوقات رادار D3 ناميده يم شود، با وجود سومين، محور مختصات علاوه بر آن دو محور. رادار AN/SPS-48 چندين فركانس را تشعشع مي كند، به خاطر اين كه به طور همزمان چندين بيم را توليد كند و اين عمل را به اين دليل انجام مي دهد كه آهنگ مرور بيشتري نسبت به حالت تك بيم داشته باشيم.
وقتي كه محدوده هدف كمتر از زاويه ارتفاع افزايش مي يابد. همان طور كه قدرت انتقالي كاهش مي يابد، زاويه ارتفاع افزايش مي يابد (اين موضوع، گاهي اوقات، برنامه ريزي توان ناميده مي شود).
در يك كاربرد مربوط به كشتي، كنترل مرور زاويه ارتفاع مي تواند براي ثبات الكترونيكي موقعيت بيم و جبران حركت كششي مورد استفاده قرار گيرد.
شكل 9-3- آنتن رادار مرور فركانسي AN/SPS-48
در يك رادار مرور فركانس معمولي، بيم در هر تجزيه باطري (پهناي بيم) براي يك وقفه يا چندين وقفه تكرار پالس، جاي مي گيرد. روش ديگر براي به كارگيري حوزه فركانس به منظور مرور ناحيه ناموزون، تشعشع يك پالس تنظيم فركانس منفرد با يك باند مدولاسيون عريض مي باشد. با انجام اين عمل، بيم روي تمامي سطح ناخيه ناموزون مرور مي شود. بنابراين، با تداوم تحريك پالس منفرد، بيم آنتن، تمامي زوايا را مرو مي كند. اين عمل گاهي اوقات، نرور فركانس در محدوده پالس (within pulse) ناميده مي شود.
شكل موج انتقالي شبيه شكل موج متراكم پالس تنظيم فركانس مي باشد. فركانسهاي حاصل از هر پالس پژواك برگشتي به رادار و توسط زاويه ارتفاع هدفها، مشخص خواهند شد. گيرنده مجموعه اي از فيلترها را به كار مي گيرد، هر تنظيمي براي يك فركانس حامل متفاوت، به ترتيب متناظر با يك زاويه متفاوت مي باشد. اين مطلب متناظر با خروجي ماتريس شكل بيم است. مانند بخش 7-3 شماره فيلترها به پهناي بيم آنتن و تمامي پوشش ناموزون بستگي دارد. پهناي باند از اين فيلترها توسط تغيير فركانس مورد نياز نسبت به مرور بيم آنتن در يك پهناي بيم، مشخص مي شود. پهناي باند برابر است با:
(22-3)
كه در آن:
= پهناي بيم و D = قطر دهانه
با جايگذاري معادله (18-3) در معادله فوق خواهيم داشت:
(23-3)
زمان لازم براي عبور سيگنال از داخل تغذيه مارپيچي برابر است با: . بنابراين در حوال بروسايد پهناي باند موجود براي پالس فشرده برابر است با
سيگنال مدوله فركانسي، پهناي باندي معادل را اشغال مي كند، كه اين سيگنال مي تواند به منظور توليد يك پالس باريك در خارج فيلتر فشرده ساز، متراكم شود. اين روش، روشي براي تركيب فركانس مرور با پالس فشرده مي باشد. تكنيك مرور فركانس، براي مرور يك بيم يا چندين بيم در مختصات زاويه اي منفرد، بسيار مناسب مي باشد. يكي از ايرادهاي آرايه مرور فركانس دو بعدي، نياز داشتن آن به يك باند عريض و محدود بودن آن در پهناي باند سيگنال مي باشد.
6-3- انواع تغذيه براي آرايه ها
اگر تنها يك فرستنده و يك گيرنده در آرايه فازي به كار رود، بايد برخي از قسمتهاي شبكه براي اتصال تنها پورت گيرنده و يا پورت فرستنده به هر كدام از عناصر آنتن مورد استفاده قرار گيرند. مقسم قدرتي كه براي اتصال عناصر آرايه به پورت مربوطه استفاده مي شود تغذيه آرايه ناميده مي شود.
يك آرايه صفحه اي، مسئله داراي پيچيدگي بيشتري مي باشد. شكل تركيب شدن خروجي هاي N پورت، يا برعكس با كمترين افت صورت مي پذيرد. افت تغذيه آرايه كه معادل با افت بهره قدرت آنتن مي باشد، هميشه مورد بحث قرار نمي گيرد.
حداقل سه مفهوم پايه براي تغذيه يك آرايه وجود دارد. تغذيه اجباري (constrained feed)، موجبرها يا ساير خطوط انتقال ماكروويو را به موازات كوپلرها، اتصال دهنده ها، يا ساير وسايل توزيع قدرت به كار مي گيرد. مكان تغذيه، انرژي را بين يك ارايه لنزي يا يك آرايه انعكاسي توزيع مي كند. البته در روشي مشابه با يك آنتن انعكاسي يا لنزي با (تغذيه نقطه اي) تغذيه صفحه اي موازي، ساختارهاي اصلي مايكروويو را به منظور ايجاد تقسيم قدرتي عالي بكار مي گيرد.
تغذيه اجباري شكل 10-3 يك ارايه مرورگر دو بعدي را كه گاهي اوقات تغذيه سري – موازي ناميده ميشود، نشان مي دهد. هر الماني شيفت دهنده فاز مربوط به خودش را داراست. هر فرمان جداگانه اي بايد توسط كامپيوتر هدايت بيم آناليز شود و به شيفت دهنده فاز مربوط ارسال شود.
توزيع قدرت بين ستونها توسط تغذيه موازي صورت كي گيرد اگر توزيع قدرت شده باشد، قدرت در هر ستوني يك تغذيه سري با المانهاي عمودي نشان داده مي شود. اگر اين تغذيه، يك تغذيه موازي بود، شايد نام آن تغذيه موازي – موازي گذاشته مي شد. (در اينجا تغذيه هاي سري نشان داده شده اند به خاطر اينكه شكل آنها زياد پيچيده نيست. آرايشهاي موازي – سري يا سري – سري نيز امكان پذير مي باشد) تمامي المانهايي كه در يك ستون قرار دارند، شيفت فاز يكساني را براي هدايت بيم در زاويه سمت به كار مي گيرند. همچنين: تمامي المانهايي كه در يك رديف قرار دارند، شيفت فاز يكساني را براي هدايت بيم در زاويه ارتفاع به كار مي گيرند. در نتيجه شيفت فاز الماني با مختصات mn، مجموع فازهاي مورد نياز در mاُمين ستون براي هدايت بيم در زاويه سمت و nاُمين رديف براي هدايت بيم در زاويه ارتفاع مي باشد. اين مجموع مي تواند در كامپيوتر محاسبه شود و به هر الماني با مختصات mn در آرايه ارسال شود. متناوباً اگر يك جمع كننده در هر شيفت دهنده فازي به منظور تركيب فازهاي زواياي سمت و ارتفاع، وجود داشته باشد. M+N سيگنال مي تواند ارسال شود.
شكل 10-3- آرايه صفحه اي با مرور حجمي شيفت فاز در دو محور مختصات زاويه اي
در تغذيه سري – سري هركدام از ستونها در يك آرايه N×M يك آرايش سري را براي هدايت در يك محور مختصات به كار مي گيرد (زاويه ارتفاع). يك تغذيه سري جداگانه براي ايجاد فاز مناسب براي هر ستوني و به منظور هدايت در مختصات مستطيلي (زاويه سمت) مورد استفاده قرار مي گيرد.يك قسمت از 1+M تغذيه سري به كار برده مي شود. وقتي كه فازهاي زواياي سمت و ارتفاع با همديگر جمع نشوند، آناليز فرمانهاي شيفت دهنده هاي فاز ساده خواهند شد. در عوض، شيفت دهنده هاي فاز يك تغذيه تنها، هدايت زاويه سمت را انجام مي دهند در حالي كه تغذيه هاي هر ستوني هدايت زاويه ارتفاع را انجام مي دهند.
در آرايه مسطح سري – سري، تمامي شيفت دهنده هاي فاز سري در صفحه ارتفاع، داراي يك مقدار يكسان مي باشند. و تمامي شيفت دهنده هاي فاز سري در صفحه زاويه سمت نيز داراي يك مقدار يكسان مي باشند. بنابراين فقط دو سيگنال كنترلي، مورد نياز مي باشد. فرمانهاي هدايت توسط 1-M شيفت دهنده فاز اضافي، كم هزينه مي شوند و در يك آزمايش سري افت افزايش مي يابد. زماني كه تقويت كننده هاي قدرت مجزا، در هر المان يك ارايه فرستنده يا گيرنده هاي مجزا، در هر المان يك ارايه گيرنده به كار روند، آرايه هاي تغذيه سري مفيد خواهند شد. يك روش براي انجام هدايت بيم در سطوح پايين قدرت، استفاده از فقط يك آرايه تغذيه سري در فركانس به منظور ايجاد فازهاي زاويه سمت مي باشد. در هر الماني، سيگنال در يك مسير با جمع شدن سيگنال ارسالي از يك ارايه تغذيه سري در فركانس براي ايجاد فاز زاويه ارتفاع، تقويت مي شود. مجموع سيگنال در فركانس به عنوان فركانس حامل به كار مي رود. اين فركانس داراي فاز مناسب در هر الماني به منظور هدايت در دو محور مختصات مي باشد. ليكن شايد توسط يك تقويت كننده قدرت در فرستنده تأمين شود، يا ممكن است براي حصول فركانس اسلاتور محلي در گيرنده بكار رود. فقط تعداد 2-M+N شيفت دهنده فاز مورد نياز مي باشد. اما ميكسر و تقويت كننده قدرت مورد نياز در هر المان بر مشكل مي افزايد. اين نوع تغذيه گاهي اوقات (تغذيه ماتريكس ميكسر) ناميده مي شود. يك روش مناسب براي رسيدن به مرور دو بعدي، استفاده از مرور فركانس در يك محور مختصات زاويه اي و شيفت دهنده هاي فاز براي مرور در محور مختصات زاويه اي مستطيلي مي باشد.
تغذيه وابسته به مكان (space feeds)
دو نوع اساسي از تغذيه هاي وابسته به مكان موجود مي باشد، خواه مشابه با يك لنز باشد، خواه مشابه با يك منعكس كنند. ارايه لنزي، شكل 11-3 همانند يك آنتن لنزي از يك تغذيه كننده اوليه تغذيه مي شود.
شكل 11-3- اصول كار آرايه لنزي
يك آرايه از المانهاي آنتن، انرژي تشعشعي را جمع آوري مي كند و آن را از بين شيفت دهنده هاي فاز عبور ميدهد. به همين خوبي شيفت فاز خطي به منظور هدايت بيم در زاويه، روي شكاف رفت و آمد ميكند.
آرايش ديگري از المانهاي مقابل ساختار، بيم را به داخل فضا تشعشع مي كند. پترن اوليه از روشنايي تغذيه وابسته به مكان، دامنه taper را توليد مي نمايد. تشعشع ناشي ناشي از تغذيه، به هر حال، مي تواند در گلبرگهاي فرعي بالاتر در يك آرايه با يك تغذيه اجباري معمولي، نتيجه دهد. يك آرايه با تغذيه وابسته به مكان مي تواند انبوهي از بيمها را فوراً و به آساني توليد نمايد. مثلاً براي اندازه گيري زاويه اي مونوپالسي به جاي استفاده از شبكه تغذيه پيچيده در يك آرايه معمولي، از شاخكهاي چندگانه يا يك تغذيه چند مدي استفاده ميشود.
دو نوع آرايش از تشعشع كننده ها در آرايه لنزي مورد نياز و تطبيق شده
وجود دارد (يكي در جلو و يكي در عقب). عمل تطبيق و پتانسيل براي راندمان پايين تر افزايش مي يابد. تغذيه ممكن است به منظور جلوگيري از انعكاس پشت لنز، دور از محور قرار داده شود. كم كردن تعدادي از شيفت دهنده هاي فاز در يك آرايه لنزي توسط باريك كردن تعدادي از تشعشع كننده هاي خروجي، امكان پذير مي باشد. اين عمل، توسط تركيب جفتهايي از المانهاي ورودي و تغذيه خروجي، انجام ميشود. المانهاي باريك شده به جاي اين كه در مركز باشند و بتوانند در مركز، چگالي taper را توليد كنند، در نزديكي قسمت بيروني آنتن قرار دارند (بخش 10-3). اين شيوه. در حالي كه تعداد شيفت دهنده هاي فاز را كاهش مي دهد، كلاً در بهره پايين تر و گلبرگهاي فرعي خيلي بالاتر نتيجه مي دهد. يك آرايه انعكاسي تغذيه مكاني با يك تغذيه اجباري در شكل 12-3 نشان داده شده است.
شكل 12-3- آرايه انعكاسي
انرژي داخل المانهاي آنتن مي شود، از ميان شيفت دهنده هاي فاز عبور مي كند، و دوباره برمي گردد. يك بار ديگر از ميان شيفت دهنده هيا فاز عبور مي كند، و سپس تشعشع ميكند. همانند آرايه لنزي، شيفت دهنده هاي فاز به منظور هدايت بيم، يك توزيع فاز خطي را به كار مي گيرند. زيرا انرژي دو بار از ميان شيفت دهنده هاي فاز عبور مي كند، آنها فقط نيمي از توانايي شيفت فاز را در ارايه لنزي يا در آرايه معمولي نياز دارند. به عبارت ديگر از شيفت فاز يك طرفه، به جاي ، كافي مي باشد.
شيفت دهنده هاي فاز، در هر صورت بايد دوطرفه باشند. همانند عملكرد آرايه لنزي، بيمهاي متعددي مي تواند توسط تغذيه هاي اضافي توليد شوند. آرايه لنزي در طراحي و ساخت از آزادي عمل بيشتري نسبت به آرايه انعكاسي برخوردار است. اما سطح پشتي آرايه انعكاسي براي ايجاد كنترل شيفت دهنده فاز، كار را آسان تر مي كند و همچنين اين سطح اجزاء ساختاري را به حركت وامي دارد و عمل انتقالي حرارتي را انجام مي دهد.
به طور كلي آرايه هايي با تغذيه وابسته به مكان نسبت به آرايه هاي معمولي، ارزان تر مي باشند. زيرا اين ارايه شبكه هاي تغذيه خط انتقال را حذف مي كند و فقط از يك فرستنده و يك گيرنده به جاي استفاده از يك فرستنده و يك گيرنده توزيعي در هر المان، استفاده مي كند. يك آرايه با تغذيه وابسته به مكان ممكن است از يك آرايه با تغذيه اجباري، ساده تر باشد، اما يك ايراد در كنترل روشنايي شكاف در ماكزيمم توانايي قدرت آرايه خواهيم داشت. بنابراين قابليت تشعشع پرقدرت توسط به كارگيري يك فرستنده در المان، در اين نوع پيكره بندي به هدر مي رود.
تغذيه صفحه موازي (parallel-plate feeds)
يك آنتن جعبه اي تا شده (شكل 13-3) يك هورن صفحه موازي، يا ديگر وسايل مشابه مايكروويوي مي توانند براي توزيع در بين المانهاي آنتن مورد استفاده قرار گيرند. سيستمهاي تغذيه راكتيو (واكنش پذير) نيز موجود هستند. آنها اساساً با يك آرايه خطي كار مي كنند و شايد براي تغذيه يك آرايه مسطح نيز در كنار هم باشند.
شكل 23-3-a) نمونه اي از آنتن جعبه اي b) كه به عنوان تغذيه براي يك آرايه به كار مي رود.
آرايه جانشين (subarrays)
بعضي اوقات تقسيم يك ارايه به ارايه هاي جانشين عمل مناسبي مي باشد. به عنوان مثال، آرايه AN/SPY-1 AEGIS 32 آرايه جانشين فرستنده و 68 آرايه جانشين گيرنده را در اندازه هاي متفاوت به كار مي گرفت. يكي از دلايل تقسيم آرايه فرستنده به ارايه هاي جانشين، ايجاد يك فرستنده توزيعي مي باشد. در آرايه AEGIS يك تقويت كننده قدرت خيلي قوي تمامي 32 آرايه ها جانشين فرستنده را تغذيه ميكند. ارسال فرمانهاي هدايت فاز يكسان براي المانهاي مشابه در هر جانشين آرايه، نيز امكان پذير مي باشد. درنتيجه اين عمل باعث مي شود كه در واحد هدايت بيم و كابل واسطه بين آرايه و واحد هدايت، تسهيل صورت گيرد. واژه آرايه جانشين براي شيكه هاي تغذيه آرايه و به منظور توليد المانهاي تشعشعي گوناگون، نيز مورد استفاده قرار گرفته است.
7-3- بيمهاي چندگانه همزمان در آنتن هاي آرايه اي
يكي از ويژگيهاي آرايه فازي، قابليت توليد بيمهاي چندگانه مستقل و همزمان از يك شكاف منفرد مي باشد. عمدتاً يك ارايه N المانه مي تواند N بيم مستقل را توليد نمايد. بيمهاي چندگانه، عملكرد موازي را جايز مي شمرند. و مي تواند در اثر تنها يك بيم، به نرخ اطلاعات بالتري برسند. بيمهاي چندگانه ممكن است در فضا ثابت شوند، يا به طور مستقل و يا به صورت گروهي هدايت شوند (مانند اندازه گيري زاويه اي تك پالس).
بيمهاي چندگانه ممكن است در فرستندگي و به خوبي حالت گيرندگي، توليد شوند. در بعضي كاربردها توليد بيمهاي چندگانه فقط در گيرندگي مناسب مي باشد. در حالت فرستندگي نيز با يك پترن تشعشعي عريض كه شامل تمامي پوشش بيمها مي باشد، اين عمل مفيد است.
قابليت براي تشكل چندين بيم، معمولاً آسانتر از دريافت انرژي از فرستنده است. وقتي كه اين روش، روش مفيدي در عمكرد يك ارايه در بسياري از كاربردهاست، بنابراين محدوديت محسوب نمي شود. يك ارايه خطي ساده كه فقط يك بيم توليد مي كند. با وصل نمودن شيفت دهنده هاي فاز اضافي به خروجي هر عنصر، مي تواند به يك آنتن چند بيمه تبديل شود (شكل 14-3). اين نوع آرايه با سه عنصر نشان داده شده است، همراه با سه دستگاه شيفت دهنده فاز. يكي از اين شيفت دهنده هاي فاز، بيمي در جهت بروسايد ارايه توليد مينمايد. يكي ديگر از اين شيفت دهنده هاي فاز، بيمي در جهت توليد ميكند. زاويه توسط رابطه مشخص مي شود، كه اختلاف فاز ميان عناصر مجاور مي باشد.
تقويت كننده ها ممكن است در ميان عناصر خاصي از ارايه قرار بگيرند و شبكه هاي تشكيل بيم (شيفت فاز) و سيگنال را تقويت كنند تا افت در شبكه هاي تشكيل بيم جبران شود. خروجي هر تقويت كننده مجدداً به سيگنالهاي مستقل تقسيم مي شود، كه اين سيگنالها به طور مخصوصي آماده شدهاند.
شكل 24-3- شكل گيري بيم همزمان پس از تقويت كننده؛ فاز ثابت

تشكيل بين بعد از تقويت كنندگي
زماني كه بيمهاي دريافتي در شبكه هاي جا گرفته پشت تقويت كننده هاي ، تشكيل مي شوند (شكل 14-3) اين آنتن، گاهي اوقات يك ارايه تشكيل بيم بعد از تقويت كنندگي. ناميده مي شود و مخفف شده آن PABFA ميباشد. يك آنتن فرستنده مجزا، ممكن است براي روشنايي پوشش حجمي توسط بيمهاي دريافتي چندگانه به كار رود يا متناوباً ممكن است، چندين بيم فرستنده مشابه با بيمهاي دريافتي چندگانه، عناصر تشعشعي همان آرايه را مورد استفاده قرار دهند. توجه شود كه اگر بيمهاي ارسالي چندگانه در يك فركانس خاص، مماس بر يكديگر باشند. پترن ارسالي مركب شبيه پترني مي باشد كه از يك بيم منفرد حاصل شده است. و اين بيم منفرد شامل همان ناحيه موزون به بيمهاي ارسالي چندگانه مي باشد.
شبكه تشكيل بيم دريافتي ممكن است در IF و يا در RF باشد. بهره برداري از خطوط تأخير، يك روش مناسب براي ايجاد بيمهاي چندگانه در IF بوده است. وقتي كه فاز در انتقال فركانس RF به IF حفظ شده است، تشكيل بيم در IF امكان پذير مي باشد، (به غير از شيفت ثابت ارائه شده توسط اسيلاتور محلي عمومي).
آرايه تشكيل بيم بلاس (Blass beam - forming array)
مبناي كار تشكيل بيم RF (شكل 15-3) در 1-ASHR مورد استفاده واقع شده است. يك نوع از رادار ارتفاع سنج پيشرفته براي نميروي هوايي آمريكا ساخته شد. طول انتقال موجبري به منظور خدمت تأخير به كار گرفته شده بود. در اختصاص دادن نقاط توسط كوپلرهاي جهتي و به منظور تشكيل بيمها در زوايايي ارتفاغ مختلف، انرژي از هر موجبري دريافت شده بود. وجود موجبر در اين طرح، مهم تلقي شده بود.
براي توليد 333 بيم مستقل، ارتفاع سنج بلاس، 30 مايل موجبر S-band را مورد استفاده قرار مي دهد.
آرايه تشكيل بيم باتلر (Butler beam - forming array)
ديگر وسيله تشكيل بيم RF، شبكه اي موازي مي باشد كه آن را به باتلر نسبت مي دهند. و به طور مستقل توسط شلتون كشف شده است. اين شبكه، شبكه اي با افت كم است كه كوپلرهاي جهتي dB3 يا اتصالات هايبريدي را همراه با شيفت دهنده هاي فازي ثابت و به منظور تشكيل N بيم مماس در يك آرايه N المانه به كار مي گيرند. N يك عدد صحيح است كه با بعضي از توانهاي 2 بيان مي شود. . كوپلر جهتي dB3، يك اتصال چهار پورتي است و داراي اين ويژگي مي باشد كه اگر سيگنالي داخل يكي از پورتها شود. قدرتش بين دو پورت ديگر به طور مساوي تقسيم خواهد شد و در پورت چهارم هيچ تواني ظاهر نخواهد شد. بين آن دو سيگنالي كه توانشان به طور مساوي تقسيم شده بود، اختلاف فاز ايجاد ميشود. به طور مشابه اگر سيگنالي وارد پورت چهارم شود، قدرتش بين همان دو پورت قبلي به طور مساوي تقسيم خواهد شد همراه با اختلاف فاز و در پورت اول هيچ گونه تواني ظاهر نخواهد شد.
اختلاف فاز مربوطه: در اين حالت، در مقايسه با اختلاف فاز حاصله در حالتي كه سيگنال وارد پورت اول مي شد داراي علامت مخالف است.
يك ارايه دو الكانه ساده را با فاصله الماني نصف موج بررسي مي كنيم. به دو پورت مربوطه، كوپلرهاي جهتي bB3 راوصل مي نمائيم (شكل 16-3). اگر سيگنال وارد پورت شماره 1 شود، شيفت فاز خاصله ميان سيگنالها در پورتهاي 2 و 3، يك بيم زاويه و در سمت راست آرايه توليد خواهد كرد. سيگنال ورودي در پورت شماره 4، يك توزيع فازي را نتيجه مي دهد كه اين فاز يك بيم در زاويه و در سمت چپ آرايه توليد ميكند. بنابراين اين ارايه دو المانه ساده همراه با يك كوپلر dB3، دو بيم مستقل توليد مي كند.
شكل 16-3- كوپلر جهتي dB3 كه دو بيم در ارايه المانه توليد مي نمايد.
آرايه دو المانه، نمونه پيش پا افتاده اي از آنتن تشكيل بيم باتلر مي باشد. شكل 17-3 مدار يك ارايه هشت الماني كه هشت بيم مستقل را توليد مي كند، نشان مي دهد. اين مدار دوازده كوپلر جهتي و هشت شيفت دهنده فاز ثابت را به كار مي گيرد. ماتريس باتلر داراي ورودي و خروجي مي باشد.
تغيير شكلهاي جزئي در آرايه باتلر و براي تعدادي از المانها پيشنهاد داده شده بود. اما نتيجه حاصله از شبكه اي تشكيل بيم، لزوماً داراي كمترين افت نمي باشد. تعداد كوپلرهاي جهتي يا هيبريدي مورد نياز براي يك آرايه N المانه برابر است با ، و تعداد شيفت دهنده هاي فاز ثابت مورد نياز برابر است با:
شكل 17-3- ماتريس تشكيل بيم باتلر با هشت المان
شبكه تشكيل بيم باتلر از نظر تئوري داراي كنترين افت مي باشد، به عبارت ديگر، قدرت به هيچ وجه در اين شبكه، عملاً تلف نمي شود. هميشه يك سري افتهاي محدود، به خاطر وجود افتهاي ذاتي در كوپلرهاي جهتي، شيفت دهنده هاي فاز، و خطوط انتقالي كه شبكه را تشكيل مي دهند، وجود خواهد داشت. به عنوان مثال، يك شبكه 16 المانه در فرذكانس MHz900، افتي معادل dB74/0 دارد، كه تمامي آن به خاطر وجود خطوط انتقال باريك (Strip) در شبكه مي باشد. در يك آنتن پسيو كه داراي كمترين افت است و چندين بيم را از يك روزنه ساده و معمولي تشعشع مي كند، نشان داده شده است كه پترن تشعشعي و سطح تقاطع بيمهاي مجاور، مستقل از هم مشخص شده اند. با روشنايي يكنواخت، مثلاً در آرايه باتلر، سطح تقاطع dB9/3 زير سطح ماكزيمم مي باشد.
اين مطلب مستقل از موقعيت بيم، فاصله المانها و طول موج مي باشد. سطح تقاطع پايين در ارايه باتلر، يكي از مزاياي آن محسوب ميشود. اگر شبكه اي كه داراي كمترين افت است، مي توانست با يك روشنايي كسينوسي به نتيجه برسد، به خاطر اين كه سطوح گلبرگ فرعي را كاهش دهد، سطح تقاطع شايد حتي بدتر نيز مي شد (سطحي معادل dB5/9-).
با تركيب بيمهاي خورجي در شبكه ها و با مدارات اضافي، شبكه تشكيل بيم باتلر مي تواند به منظور توليد روشنايي هاي دهانه كه در گلبرگهاي فرعي پايين تر نتيجه مي دهد، تغيير پيدا كند. پهناي بيم، عريض تر شده است، بهره پايين تر آمده است، و شبكه از نظر تئوري داراي كمترين افت نيست. مجموع دو بيم مجاور در يك آرايه باتلر، با يك اصلاح فاز مناسب، در يك آرايه با روشنايي كسينوسي، نتيجه ميدهد. سطح تقاطع پايين تر از شبكه بتا كنترين افت مي باشد، اما اولين گلبرگ فرعي به جاي dB2/13- مقدار dB23- را دارد.
ملاحظات سيستم (System Considerations)
يكي از ويژگيهاي جذابي كه براي يك ارايه تشكيل بيم چندگانه ادعا مي شود، استفاده بسيار از شيفت دهنده هاي فاز مي باشد. اينها در هر صورت توسط چندين گيرنده و به ازاء هر بيم، يك گيرنده جايگزين مي شوند. اينها مي توادنند در يك تجارت پرهزينه، به كار روند. اگر به جاي يك گيرنده در بيم، فقط يك يا تعداد كمي گيرنده روي تمامي پوشش زمان بندي شوند، فقط مقداري از سوئيچينگ مورد نياز مي باشد. اگر شرايط براي سرعت سوئيچينگ و انعطاف پذيري مشابه با يك رادار آرايه فازي هدايت الكترونيكي معمولي باشد، مسئله سوئيچينگ يك گيرنده بين بخشهايي از ارايه تشكيل بيم، شايد به اندازهد ايجاد شيفت فاز در يك رادار آرايه معمولي، مشكل باشد.
در بازبيني با يك بيم فرستندگي ثابت با پهناي و يك رقم N ثابت، بيم هاي گيرندگي نازك با پهناي همان حجم از فضا را پوشش مي دهند . بهره آنتن فرستنده در سيستم چند بيمه بهره در سيستم مرور تك بيمه مي باشد. كاهش بهره آنتن فرستنده در يك رادار چند بيمه جبران مي شود. بهره آنتن فرستنده در سيستم چند بيمه برابر است با . بنابراين نسبت سيگنال به نويز در پالس رادار چند بيمه كمتر از نسبت سيگنال به نويز در رادار مرور بيم مي باشد. اگر اين N پالس مثلاً در يك شناسايي مقدماتي، بدون افت تلفيق شوند.
مجموع سيگنال به نويز در رادار چند بيمه، براي بهره فرستندگي كمتر جبران ميشود. بنابراين رادار چند بيمه و رادار مرو بيم، قابليت آشكارسازي يكساني دارند، نرخ ديتاهاي ايجاد شدهن يكسانند و كاملاً بدون افت مي باشند. نرخ ديتا در اينجا همانند بازبيني زمان در يك رادار مرور بيم مشخص است و در يك رادار چند بيمه اين زمان، همان زماني است كه مجموعه تمامي پالسها در آن يكپارچه مي شوند.
در عمل، محل آشكارسازي معمولاً مورد استفاده واقع ميشود و يك افت محدود نيز وجود خواهد داشت. در برخي از حالتها سيستم مرور بيم، مزيتهايي نسبت به سيستم چند بيمه دارد.
در يك سيستم چند بيمه كه يك بيم فرستندگي عريض را به كار مي برد، براي روشنايي ناحيه پوشش توسط بيمهاي گيرندگي مماس بر هم، استفاده از سطوح گلبرگ فرعي دو مسيره كه مشخصه اصلي آنتن رادار مرورگر معمولي مي باشد، فايده اي ندارد. بنابراين استفاده از سيستم چند بيمه براي سركوب كردن گلبرگهاي فرعي در بيمهاي گيرندگي چندگانه، مطلوب مي باشد. به منظور كاهش احتمالي اكوهاي هدفهاي بزرگ، توسط گلبرگهاي فرعي تك مسيره، استفاده از اين سيستم مطلوب است. آنتن هاي آرايه اي چند بيمه با شمار زيادي از بيمهاي همزمان. شايد به خاطر پيچيدگي سيستم هاي آن كاربرد وسيعي نداشته باشند.
به هر حال، آنها در رادارهاي جستجوگر چرخان مكانيكي D3 كه تعداد كمي از بيمهاي مماس بر هم را به كار مي گيرند، كاربرد دارند و اين بيمها در زاويه ارتفاع به منظور ايجاد محور زاويه ارتفاع، روي هم انباشته شده اند. در بعضي كاربردها، تأثير بيمهاي مستقل چندگانه مي تواند توسط رادار آرايه فازي تك بيمه، حاصل شود، كه سرعت هدايت بين توسط اين رادار، متغير مي باشد. به عنوان مثال، يك سلسله پالس مراتبي از پالسها مي تواند در آغاز فرستندگي منتقل شود. با شروع هر پالس، انرژي در يك جهت متفاوت تشعشع مي شود. اين مطلب سوئيچ سريع شيفت دهنده هاي فاز را براي هدايت بيم در ميان پالسها احتياج دارد.
اين مطلب همچنين در جايي كه كوتاه بودن رنج، اهميت ندارد، و دريافت انرژي نميتواند فضايي را در طي انتقال پالسها اشغال كند، داراي كاربرد مي باشد. بنابراين، اين شيوه شايد براي رادارهايي با هدفهاي دور دست، مناسب باشد، از قبيل جستجوگر ماهواره با BMD (Ballistic Missle Defense پدافند موشك بالستيك). در دريافت، يك بيم گيرندگي مجزا بايد براي هر جهت از فرستندگي توليد شود.
در يك كاربرد نظارتي، اين موضوع ها مي توانست بعضي از پيچيدگي هاي يك فرايند تشكيل بيم را داشته باشد. در يك رادار آرايه فازي ردياب، در هر صورت يك بيم گيرندگي زمان بندي شده مي تواند به طور همزمان براي رديابي بسياري از هدفها در زواياي مختلف مورد استفاده قرار گيرد. وقتي كه هدفها تحت تعقيب هستند، بردهاي معين آنها مشخص مي شود و بيم نيازمند شكل گيري در جهت مناسب مي باشد، و اين امر فقط در آن زماني كه براي بازگشت اكوي هدف انتظار مي رود، صورت مي پذيرد. در اين روش، چندين هدف مي توانند، در طي مدت ميان پالس رديابي شوند. شيفت دهنده هاي فاز مي توانند به طور مؤثر و خيلي سريع سوئيچ كنند و يك كامپيوتر كنترلي براي به كار گرفتن مزاياي ذاتي ارايه وجود دارد.
8-3- خطاهاي تصادفي در آرايه ها
در آناليز اثرات آنتن انعكاسي، فقط خطاي فاز مورد بررسي قرار گرفته بود. در يك آرايه به هر حال، ممكن است عوامل ديگري باعث كج و كولگي پترن تشعشعي شوند. اين خطاهاي موجود در دامنه و فاز جريان المانهاي خاصي از ارايه، المانهاي بي قدرت و ناپيدا را از موفقيت جديدشان جابجا مي كنند، و تغييراتي را در پترن ايجاد مي نمايند. اين خطاها مي توانند از كاهش بهره، افزايش گلبرگهاي فرعي و جابجايي بيم اصلي، ناشي شوند. زماني كه شناخت ماهيت دقيق خطاها همواره امكان پذير نمي باشد و با اين خطاها در يك آنتن به خصوص موجه هستيم، ويژگيهاي آنتن بايد در عبارت آماري توصيف شود. ميزان متوسط يا حدسي پترن تشعشعي، حاصله از مجموعه آنتن هاي مشابه مي تواند در آمارگيري خطاهاي تصادفي مورد محاسبه واقع شود. توصيف آماري خواص آنتن، نمي تواند براي آنتن بخصوصي بكار رود، ولي براي مجموعه اي از آنتن هاي مشابه كه خطاهايشان توسط پارامترهاي آماري يكسان بيان مي شود، به كار مي رود.
مجموعه توان متوسط پترن يك ارايه N×M يكنواخت با عناصر ايزوتروپيك كه در يك صفحه مستطيلي چيده شده اند و داراي فواصل يكسان هستند، به صورت زير بيان ميشود:
(24-3)
كه در آن:
= احتمال وجود يك عنصر موثر (يا كسري از عناصري كه فعالند)
= خطاي فاز (توصيف شده توسط تابع چگالي احتمالي گوسي)
= شدت پترن بدون خطا
= دامنه خطا
= جريان بدون خطا در عنصر mnاٌم
بنابراين، نتيجه عملكرد خطاهاي تصادفي، توليد توان پترن مي باشد كه با تركيب دو عبارت بيان مي شود. عبارت اول بيان مي كند كه شدت پترن بدون خطا در مجذور كسري از عناصر فعال و در ضريبي متناسب با خطاي فاز ضرب ميشود. عبارت ديگر به دامنه خطا و خطاي فاز و نيز به احتمال بستگي دارد. اين عبارت همچنين به روشنايي دهانه كه توسط جريان داده شده است، وابسته است. توجه شود كه عبارت دوم مستقل از محورهاي مختصات زاويه اي مي باشد. اين عبارت مي تواند همانند يك پترن همه جهته آماري درنظر گرفته شود.
اين پترن باعث مي شود كه گلبرگهاي فرعي در حضور خطا زياد شوند. و اين مطلب در مقايسه با پترن بدون خطا، متفاوت است (گلبرگهاي فرعي پترن بدون خطا كلاً با افزايش زاويه بروسايد كاهش پيدا ميكند بنابراين پس از گذشت از بعضي زوايا، پترن تشعشعي تحت الشعاع گلبرگهاي فرعي محصول خطا قرار خواهد گرفت).
شكل بيم اصلي در نزديكي گلبرگهاي فرعي، نسبتاً تاثير خطاها قرار نمي گيرد. هرچند كه اندازه شان تغيير مي كند. توجه شود كه ضريب نيز مي تواند براي سنجش تاثير خطاهاي كوچك تصادفي در آنتن هاي آرايه اي به كار رود. براي و خطاهاي كوچك، پترن نرماليزه شده، حاصله از معادله (24-3) و تقسيم شده به مقدار برابر است با:
(25-3)
عبارت دوم در اين معادله نشان مي دهد كه هر قدر تعداد عناصر زيادتر شود، سطح گلبرگ فرعي آماري، كوچكتر خواهد شد. شدت بيم اصلي، همدوس با مجذور تعداد همدوس مستقيماً با خود تعداد عناصر افزايش مي يابند. بهره يك ارايه بروسايد عناصر ايزوتروپيك برابر است با:
(26-2)
توجه شود وقتي ثابت است، مي باشد)
پس پترن نرماليزه شده معادله 25-3 مي تواند به صورت زير بيان شود:
(27-3)
هر قدر كه بهره آنتن بزرگتر باشد، تأثير خطاها بررو يگلبرگهاي فرعي كمتر خواهند شد.
با قرار دادن بهره (يا دايركتيويته) به جاي شدت پترن در معادله (24-3) خواهيم داشت:
(28-3)
توجه شود كه كاهش نسبي در بهره مستقل از تعداد المانهاست و فقط به آن دسته از المانهايي كه فعالند و معادل با مجذور خطاها مي باشند، بستگي دارد.
با افزايش سطح گلبرگ فرعي، خطاهاي دامنه و فاز تصادفي در پراكندگي روزنه، موجب ايجاد يك خطا در موقعيت بيم اصلي مي شود Rondinelli نشان داده است كه براي يك توزيع دامنه اي يكنواخت پيرامون يك ارايه مربعي M×M خطاي مكاني بيم به صورت موثر و آماري، به قرار زير است:
(29-3)
كه در آن:
= مقدار موثر خطاي جريان نرماليزه شده كه به صورت خطاهاي توزيعي رايلي مي باشد.

= فاصله المانها از يكديگر
M = تعداد المانها در يك بعد از آرايه
زاويه فاز به صورت توزيع يكنواخت در نظر گرفته ميشود. معادله (29-3) يك خطاي –410×22/0راديان (0010/0~) را براي يك آرايه نورسنج يكنواخت 100×100 المانه با پهناي بين تقريبي 10 و 4/0= نشان مي دهد.
آناليز leichter در خطاهاي مكاني بيم، براي يك منبع خطي پيوسته، انجام شده بود. اما شايد براي يك آرايه خطي نيز به كار رود. هر دو نوزيع يكنواخت و توزيع متغير تايلر (Tylor) بررسي شده بودند. توزيع فاز و دامنه توسط توزيع گوشي، توصيف شده بودند و اين دو توزيع مستقل از يكديگر بودند. يك مثال از نتايج Leicher براي يك توزيع دامنه اي يكنواخت در شكل 28-3 نشان داده شده است.
شكل 18-3- تعيين در مقايسه با كه خطاي فاز موثر است، همانند خطاي مكاني، در فاصله با احتمال براي آرايه هايي با فواصل الماني خط هاي توپر براي و خط چين ها براي مي باشد زاويه اولين صفر و D= قطر آنتن
چنين نتيجه گيري، ممكن است از مطالعات و تحقيقات گوناگون پيرامون خطاهاي توصيف شده، براي آنتن هاي آرايه اي كه در بكارگيري به نظر مفيد مي آيند، ناشي شوند:
1-هرقدر تعداد المانها (MN) در آرايه زيادتر شود، تشعشع كاذب براي يك تحمل خطاي مفروض و سطح گلبرگ فرعي طراحي شده، كمتر خواهد شد. به عبارت ديگر، گلبرگهاي فرعي پايين تر براي آنتنهاي بزرگتر، مناسب تر عمل مي نمايند. اين موضوع به اين دليل اتفاق مي افتد كه شدت بيم اصلي مانند مجذور شماره المانها (MN)2 افزايش مي يابد. در حالي كه تشعشع كاذب فقط به صورت خطي افزايش مي يابد.
2-بالا رفتن سطح گلبرگ فرعي متناسب با خطاهاي تصادفي، مستقل از زوايه مرور بيم مي باشد.
3-هرقدر كه سطح گلبرگ فرعي طراحي شده، پايين تر باشد، افزايش گلبرگهاي فرعي، بيشتر خواهد شد، با درنظر گرفتن اندازه يك آنتن مفروض و يك تحمل خطاي مفروض.
4-در يك آرايه دو بعدي، بيشترين خطاي تصادفي مهم، در جابجايي موقعيت المانهاي ديپل مي باشد. خطاهاي جريانهاي به كار گرفته شده در المانها، در درجه دوم اهميت قرار دارند. موقعيت زاويه اي المانهاي ديپل، نسبتاً بي اهميت مي باشند.

مطالب مشابه ...



وسايل شيفت فاز الكترومكانيكي

۱۸-۸-۱۳۹۰ ۱۰:۵۳ صبح
جستجو یافتن همه ارسال های کاربر اهدا امتیازاهدای امتیاز به کاربر پاسخ پاسخ با نقل قول
 سپاس شده توسط n0d3t

برای بروز رسانی تاپیک کلیک کنید


مطالب مشابه ...
موضوع: نویسنده پاسخ: بازدید: آخرین ارسال
  وسايل شيفت فاز الكترومكانيكي (بخش اول) senior engineer 0 146 ۹-۸-۱۳۹۱ ۱۱:۴۰ عصر
آخرین ارسال: senior engineer
  [مقاله] وسايل شيفت فاز الكترومكانيكي (بخش سوم) senior engineer 0 190 ۶-۸-۱۳۹۱ ۱۰:۴۸ عصر
آخرین ارسال: senior engineer
  وسايل شيفت فاز الكترومكانيكي (بخش دوم) senior engineer 0 124 ۶-۸-۱۳۹۱ ۱۰:۴۷ عصر
آخرین ارسال: senior engineer

پرش به انجمن:

کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان