ФОРМИРОВАНИЕ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ПАНЕЛЬНЫХ АНТЕНН НА МАЧТАХ И БАШНЯХ

Аннотация

Развитие национальной сети радиотелевизионного вещания предполагает оптимизацию зоны покрытия для используемого частотного диапазона в различных условиях рельефа местности и плотности расположения приемников сети. Это требует решения актуальной задачи проектирования передающих центров, антенные системы которых формируют диаграммы направленности с заданными свойствами, например, с зонами ослабления в горной местности, водной территории. С этой целью часто используют панельные антенны, размещаемые на мачтах и башнях. Цель исследования: рассмотрение строгих электродинамических формулировок для математических моделей панельных антенн, так как широко используемые концепции бесконечных идеально проводящих экранов не учитывают эффектов взаимного влияния в антенной системе, образованной панельными антеннами, с конструктивными элементами мачт и башен; разработка методов проектирования оптимальных амплитудно-фазовых распределений антенных систем, обеспечивающих заданные требования к диаграмме направленности. Методы исследования. Вводится строгая электродинамическая модель вибратора панельной антенны в виде интегрального уравнения Поклингтона. Полная математическая модель панельной антенны формулируется как система интегральных уравнений, для численного решения которой используется метод моментов. Результаты. Получены оценки поля излучения панельных антенн в теневой области для различных размеров панели-рефлектора. Исследованы изменения диаграммы направленности антенных систем, вызванные влиянием конструктивных элементов мачт и башен. Применение оптимизационных процедур для нелинейных задач проектирования амплитудно-фазовых распределений совместно с геометрией расположения панельных антенн приводит к возможности формирования зоны покрытия, наиболее близкой к заданным требованиям в соответствии с выбранными критериями. Заключение. Результаты исследования показывают степень соответствия строгих результатов проектирования панельных антенн с приближенными методами зеркальных изображений. Для предложенной математической модели панельной антенны можно определить частотный диапазон входного сопротивления антенной системы для эффективного согласования. Приведены примеры формирования диаграмм направленности с заданной зоной покрытия для различных объектов установки.