Файл: Минин Б.А. СВЧ и безопасность человека.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 303

Скачиваний: 27

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Отсюда

1 -f- An/n = 2]ls

(5.3.10)

Дл = л( 2ils- 1).

(5.3.11)

Тогда в дальней зоне эффективный приведенный угол

nx= 2tiV~?'s - 1.

(5.3.12)

Углы п отсчитываются из вершины, сдвинутой от обыч­ ной оси вращения антенны (приблизительно центр апер­ туры) на величину Raц. Учитывая это смещение, для азимутального сканера с круглой антенной апертурой можно записать

 

Ѵазкр— (2Ѳо,5/а)п£кХазкр,

(5.3.13)

где

1/ВК= 1-J- л:а ц ! х = 1-j- Ra ^ R учитывает уширение

луча

вследствие близости

апертуры;

хазкр = «*/« =

= 2 |/" 22Is — 1 определяет

отношение

горизонтального

эффективного угла (в плоскости сканирования) к углу вертикального отклонения расчетной точки от оси излу­ чения. Формула справедлива для я > 0,66.

5.3.4.

Боковое поле угломестного сканера. Скважность

воздействия поля при удалении точки наблюдения от' оси

в плоскости Ѳ угломестного сканера с любыми

антенна­

ми для

области боковых лепестков («>0,66)

в общем

Рис. 5.3.5. К расчету скважности воздействия поля угломестною сканера.

190

Рис. 5.3.6. Основные обо­ значения в расчетах при обзоре по кольцу (разрез сделан в плоскости пер­ пендикулярно оси глав­ ного лепестка).

случае определяется выражением

 

®мин+ а

 

Yy =

J Р(Ѳ)і/Ѳ/.Р2(ѲмШі)

(5.3.14)

 

л

 

 

°МИН

 

где ^(Ѳ) — диаграмма излучения антенны в плоскости Ѳ; Ѳміш — угол, соответствующий нижнему положению ан­ тенны. По определению,

Уу==Ѳэфф/а = АѲ/а,

(5.3.15)

где АѲ — (0в—Ѳн) —'разность между углами наклона ан­ тенны сканера, соответствующая уменьшению уровня поля на 3 дБ (рис. 5.3.5).

Воспользуясь выражением 5.3.11, учитывая дефокуси­

ровку луча, получаем

 

Ty= - ^ L-«H(2,/e- О.

(5.3.16)

где Пн — приведенный угол точки наблюдения в нижнем положении луча; Вк= 1+ха ц/х= 1 +Ra 4/R.

5.3.5. Обзор по кольцу. При обзоре пространства по кольцу с постоянной угловой ско­ ростью со линейная скорость пере­ мещения проекции лепестка на плоскость земли ѵ, а следователь­ но, и скважность воздействия на расчетную точку оказываются за­ висимыми от положения расчет­ ной точки относительно центра сканирования пт/пск (рис. 5.3.6).

За период сканирования точка подвергается облучению дважды: в нижнем и верхнем положениях луча (для упрощения задачи счи­ таем, что одна из главных пло­ скостей антенны совпадает с пло­ скостью горизонта), когда уровни плотности мощности, соответст­ венно Я,, и Лв, будут определять­ ся углами Ѳв и Ѳн и соответствую­

щими им значениями масштабной функции Мв и Мп. Случай воздействия поля при обзоре по кольцу можно трактовать как удвоенное время воздействия при

средней плотности мощности

Л * р = (Ян+ Я в)/2,

(5.3.17)

191

Если воспользоваться выражением (4.3.42), можно записать

(5.3.18)

Отношения по/rin и я0/яв находятся в определенной зави­ симости от положения точки наблюдения, т. е. от отно­ шения Ят/яск (рис. 5.3.6). Действительно, при Ѳт= 0 раз­ ница в уровнях поля в нижнем и верхнем положении луча наибольшая, при перемещении точки наблюдения из центра проекции сканирующего луча к периферии она уменьшается.

Представим яо/ян как я0/(я0—Ля), где Ап может быть определено на основании общих геометрических соображений:

Дя = яск sin-

Тогда

 

 

(5.3.19)

Аналогично определяем

 

 

(5.3.20)

Имея в виду,

что

Па/М (я0) = П (я0) — уровень поля

при центральном положении луча, запишем

_П (по) ГГ1 I

— — 5“

< 1

+

2

\.

 

+ [‘

.

(5.3.21)

 

Определим зависимость для выражения в фигурной скобке (обозначим его 2хк) от яск/я0 и бі для Ѳт = 0, соответствующего наибольшей средней плотности мощ­ ности

_1_

 

2

(5-3-22)

1 92

тогда

 

Як — Я (Яо)хк-

(5.3.23а)

Это и есть средняя плотность мощности при сканирова­

нии «о кольцу.

Для углов сканирования

пск/по^ 0 , 1

можно записать

 

 

 

Якж Я (п 0),

(5.3.236)

при этом ошибка не превышает 3 дБ.

Скважность воздействия поля при обзоре по кольцу может быть определена следующим образом (рис. 5.3.7):

Тк = Дф/я,

(5.3.24)

где Дф— -If (']> — ф"); <j/ =

2 arccos ^ 1 ---- ^

 

t|j" = 2arccos

г

H” \

 

| 1

-----—j;

 

Ѳ' — Ѳск 4" 0Эфф — Ѳт;

Ѳ" = 6СК— 0Т.

Тогда

 

 

 

Тк

п arccos

 

ößK'T Ѳэфф

 

 

; + ■ °эфф

arccos

- 6,

; + ~~2 Ээфф

 

После несложных преобразований получаем выраже­ ние для скважности воздействия поля на точку при обзо­ ре пространства по кольцу:

( 2 8 т /8 э ф ф ) I

arccos

( 2 8 т / 8 Эф ф ) -4- і

 

arccos (2ѲСК/Ѳэфф) -j- 1

(2 Ѳ с к / 9 Эф ф ) + 1 _

•

 

 

(5.3.25)

При центральном положении точки наблюдения, т. е.

Ѳт= 0 , скважность наименьшая;

для

этого случая

и

следует проводить расчеты,

 

 

193

і3-393

 

 

5.3.6. Обзор по спирали. При оозоре пространства по закону арифметической спирали (рис. 5.3.8) средняя за время воздействия плотность мощности

k

в

Г/сіІ==І Ъ П п '

(5,3,26)

—k

 

где' К — число витков спирали; Я и = Яо/М (пі{) ,

Я/, и

п/і —плотность мощности и приведенный угол расчетной точки соответственно для k-ro витка.

Для подсчета Я сп можно вос­ пользоваться рассчитанными зна­ чениями Як (5.3.21). Для пт= О

Рис. 5.3.7. К определению скважности при обзоре по кольцу.

Рис. 5.3.8. К определению сред­ ней плотности мощности при сканировании по спирали.

(т. е. точка наблюдения находится в центре проекции сектора сканирования)

 

я ю '

(5.3.27)

 

2%в

 

 

* = 0

fe=0

 

где хк соответствует выражению (5.3.22); п'ск — текущее значение приведенного угла между направлением на точку наблюдения и витком k.

Имея в виду, что практически всегда сектор -скани­ рования заполнен по крайней мере по уровню 0,5 (вне зависимости от 4закона заполнения, т. е. образуется

194

сплошной круг), выражение (5.3.27) можно переписать гак:

П 0

П (л0)

Я ('+^

®_|_/ J _ t ^Макс ^

d%,

 

\

По J

 

 

(5.3.28)

 

 

 

 

 

ГДе ^—Лск/Ямакс.' 2лМакс—сектор

сканирования; Osg;

5£л'<Лмакс (рис. 5.3.8).

 

(5.3.28)

Обозначим значения интеграла в выражении

через 2хсп■ Тогда средняя

за время воздействия ППМ

в точке Ѳтн=0 будет

Т7 (л0)хса.

 

/7СП~

(5.3.29)

Следует отметить, что во время сканирования при движении луча из центра к периферии сектора скани­ рования почти никогда уровень первого бокового лепе­ стка не остается постоянным. Поэтому при расчете сле­ дует вводить эту зависимость уровня первого бокового лепестка от положения луча öi = öi(s), которая, если заданы значения 6і в центре (6щ) и на краях (öiKp), может быть аппроксимирована, например, функцией типа

§і (|) = § і ц (Sin? — §іЦ) ^

(5.3.30)

(здесь 6і — в натуральных отношениях).

Можно предположить еще более сложный случай: когда функции измерения уровня первого бокового ле­ пестка «вверх» и «вниз» неодинаковы, тогда приходится вводить непосредственно в выражение (5.3.28) разные зависимости 6і(|) для первого и второго членов подын­ тегрального выражения.

Скважность воздействия для круговых заполненных разверток (типа спиралей) приближенно можно опреде­

лить как

отношение 5Пфф/5сп

(рис.

5.3.9),

где

Дэфф~

~ѲЭффОх;

0сп =

я 02сп. Длина хорды

0Х= 2 0

СПsin ф/2 , т.е.

 

 

ф

 

 

 

 

 

 

^сп^эфф ЗІП 2~

2^

 

 

(5.3.31)

 

Тсц ---

 

 

 

 

2

7І Ö(3II

 

 

 

тсѲ

 

 

 

 

СП

 

 

 

 

где ф= л ( 1—Лт/Лсп); ят —приведенное угловое

расстоя­

ние между центром сектора сканирования и направле­ нием на расчетную точку.

13* 195

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

 

центральном

поло­

 

 

 

 

 

 

 

 

жении

облучаемого объекта

 

 

 

 

 

 

 

 

ф= я,

и

 

формула

(5.3.31)

 

 

 

 

 

 

 

 

принимает вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Усп^(2/я)(ѲЭфф/Ѳсп). (5.3.32)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3.7.

 

Строчные

методы

 

 

 

 

 

 

 

 

обзора. При строчных, или

 

 

 

 

 

 

 

 

«кадровых» методах обзора,

 

 

 

 

 

 

 

 

как

правило,

применяют­

 

 

 

 

 

 

 

 

ся

горизонтальная

 

строка

 

 

 

 

 

 

 

 

и

вертикальная

кадровая

 

 

 

 

 

 

 

 

развертка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При сканировании по кад­

 

 

 

 

 

 

 

 

ру обычно известна макси­

 

 

 

 

 

 

 

 

мальная

 

ППМ

при

 

самом

Рис. 5.3.9. Нормальный раз­

 

нижнем

 

положении

луча

 

П( пі), сектор сканирования в

рез сектора

сканирования

 

горизонтальной

плоскости а

с точкой наблюдения в пло­

 

скости разреза.

 

 

и общее за кадр число гори­

 

 

 

 

 

 

 

 

зонтальных сканирований N.

Общая скважность воздействия поля (понятие, несколь­

ко отличное от понятия скважности по времени)

[см. вы­

ражение

(5.3.1)] у’кадр—Nер/П (иі) будет зависеть от вер­

тикального и горизонтального движения луча.

 

 

Представим укадр как функцию с разделяющимися пе­

ременными,

т.

е.

укадр= у(6)у<ч>

где

у

(ір)= у 0[см. (5.3.7)], а

 

 

 

 

 

 

 

'

Т

),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,W.

n

*

j n

(«,).

 

 

 

(5.3.33)

Приу<Ѳ)--1 ,

 

т.

е. при

сканировании по одной строке

Y

■----Y

^

^ —

Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I кадр

I

 

— I о-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Средняя за время всех воздействий луча, находя­ щегося „над головой“ (т. е. когда точка наблюдения на­

ходится в проекции луча)

плотность мощности

/7 *8 мо­

жет быть определена

прямым путем:

 

 

 

 

 

N

 

 

 

^

=

4 -

У

77 ("кадр).

(5.3.34)

 

 

 

 

d o

 

 

имея в виду,

что

0<^пиадр <N; N — количество

строк.

Определение /7*стр

мо кно

упростить, если

принять

что влиянием

строк выше 3-й

можно пренебречь (угло-

196

Смотрите также файлы