(۳۷.۲)
(۳۸.۲)
در حالی که :
(۳۹.۲)
که SLL، سطح لوب کناری می باشد.
(۴۰.۲)
انتخاب که عدد صحیحی است، توسط خودمان انجام می شود. را نمی توان خیلی بزرگ یا خیلی کوچک انتخاب کرد. باید به گونه ای انتخاب شود که به ازای اضافه کردن یکی به اندازه خیلی تغییر نکند. اگر را خیلی بزگ انتخاب کنیم g(x) در ابتدا و انتهای آرایه () پیک خواهد زد. در جدول زیر مقدار برای سطح لوب های کناری متفاوت آمده است[۱۶] :

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل ‏۲‑۶ : مقادیر مناسب برای سطح لوب های کناری متفاوت
مشاهده می شود که مثلا برای سطح لوب کناری -۳۵dB کمترین مقدار که می توانیم انتخاب کنیم ۵می باشد. در شکل زیر مشاهده می شود که برای سطح لوب کناری -۱۵ دی بی مقدار برابر با ۵، مقدار بزرگی می باشد و باعث می شود توزیع جریان تیلور در کناره ها پیک بزند.

شکل ‏۲‑۷ : پترن و توزیع جریان تیلور برای سطح لوب کناری -۱۵dB
اما شکل زیر پترن و توزیع جریان تیلور برای سطح لوب کناری -۲۵ دی بی و را نشان می دهد. همانطور که مشاهده می شود توزیع جریان تیلور در طول آرایه دارای فرم خوبی می باشد.

شکل ‏۲‑۸ : پترن و توزیع جریان تیلور برای سطح لوب کناریdB -25
همانطور که در دو شکل بالا نیز دیده می شود پترن برحسب u کشیده شده است و نقطه ناحیه را به دو قسمت سطح لوب های یکنواخت و قسمتی که دامنه سطح لوب ها در حال کم شدن است تقسیم می کند.
به طور تقریبی اثبات می شود که مقدار پهنای بیم نیم توان آرایه با توزیع جریان تیلور به صورت زیر محاسبه می شود :
(۴۱.۲)
اگر بخواهیم یک نتیجه گیری روی طراحی آرایه با توزیع تیلور داشته باشیم می توان گفت که با مشخص بودن سطح لوب کناری مورد نظر با بهره گرفتن از جدول شکل (۲-۶) می توان مقدار مناسب را بدست آورد و سپس را از فرمول (۴۰.۲)محاسبه کرد. سپس از روی پهنای بیم مورد نظر و با بهره گرفتن از فرمول (۴۱.۲)می توان طول کل آرایه را بدست آورد. از فرمول های (۳۷.۲) و (۳۸.۲) می توان توزیع جریان تیلور مناسب برای رسیدن به پهنای بیم وسطح لوب کناری مورد نظر در طول آرایه را محاسبه کرد.
البته باید توجه داشت که توزیع جریان تیلور یک توزیع جریان پیوسته می باشد و برای طراحی آرایه این توزیع جریان را باید نمونه برداری کرد و هر نمونه را به دامنه جریان یا ولتاژ تحریکیک المان که توان دوم آن می تواند معادل توان تشعشعی توسط آن المان باشد نسبت داد.
لازم به ذکر است که توزیع جریان تیلور که به صورت صفحه ای دایروی است و برای طراحی آرایه های صفحه ای دایروی با سطح لوب کناری پایین به کار می رود نیز وجود دارد. نمونه هایی از این آرایه های صفحه ای^[۳۶] در فصل بعد نشان داده خواهد شد.[۱۷]

خلاصه

یکی از قسمت های کلیدی و مهمهر راداری آنتن آن می باشد. آنتن رادار ها را معمولا از نوع آرایه ای طراحی می کنند. سطح لوب کناری پایین یکی از مشخصات مهم این آنتن ها می باشد. آرایه یکنواخت دارای سطح لوب کناری مطلوبی نمی باشد.روش های مختلفی برای کاهش سطح لوب کناری آنتنآرایه ای وجود دارد. یکی از این روش ها استفاده از توزیع جریان تیلور می باشد که برای آرایه های خطی بزرگ با پهنای بیم باریک استفاده می شود.
فصل سوم

معرفی آنتن های آرایه ای موجبر شکاف دار

یک شکاف باریک در صفحه زمین نامحدود را می توان مکمل یک دایپل در فضای آزاد دانست. این مسأله توسط [۱۸] H.G. Booker، توصیف شده است که در واقع اصل بابینه^[۳۷] را از اپتیک^[۳۸] به این حالت تعمیم داده است. این موضوع از طریق قضیه field equivalence که برای تحلیل آنتن های روزنه ای به کار برده می شود قابل تحقیق است. به این ترتیب شکافهمان پترن تشعشعی شبیه دایپل (با ابعاد یکسان) را دارد با این تفاوت که جای میدان‏های تغییر می کند. این مسأله در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل ‏۳‑۱ : اصل بابینه
در واقع شکاف، یک دایپل مغناطیسی است. در نتیجه پلاریزاسیون آنتن به میزان چرخش می‏کند. پس یک شکاف عمودی پترن یکسانی با یک دایپل الکتریکی افقی با همان ابعاد دارد.
سیستم های آرایه‏ای موجبر شکاف دار می‏توانند به دو صورت موج رونده^[۳۹] و موج ایستان^[۴۰] طراحی شوند. موجبرها به گونه ای عمل می کنند که با تغییر فرکانس اختلاف فاز بین تحریک شکاف ها تغییر می کند. از این رو تحریک آرایه در طول موجبر یک رابطه فاز تفاضلی میان المان‏ها ایجاد می‏کند که با فرکانس تغییر می‏کند و سبب می‏شود بیم اسکن کند. برای آرایه‏های با بیم ثابت، موجبر تبدیل به یک ساختار رزونانسی موج ایستان می‏‏شود. اما ازطرف دیگر پهنای باند آرایه رزونانسی چندان خوب نیست و با افزایش المان های تشعشعی به شدت کاهش می یابد.[۱]

معرفی انواع شکاف های تشعشع کننده بر روی بدنه موجبر

المان‏های تشعشعی آرایه موجبر شکاف دار، بخشی از سیستم تغذیه که خود موجبر می‏‏باشد، هستند. این مسأله طراحی را ساده‏تر می‏کند چرا که به مدارهای تطبیق^[۴۱]احتیاجی نیست. آشنایی با میدان‏های انتشاری در داخل موجبر، یافتن محل مناسب روی بدنه موجبر برای قراردادن شکاف به گونه‏ای که به خوبی تحریک شود، مسأله ای اساسی است و در این راستا آشنایی با میدان‏های انتشاری در داخل موجبر، ضروری می‏باشد.
اگر یک شکاف روی بدنه موجبر قرار داده شود به گونه‏ای که شارجریان را قطع کند، سبب می‏شود که جریان اطراف شکاف حرکت کرده و توان از موجبر و از طریق شکاف به فضای آزاد کوپل شود.[۱] معمولاً فرض می‏شود موجبر در مد غالب تحریک می شود و در یک مد کار می کند. ساختار یک موجبر به همراه انواع شکاف‏های ممکن بر روی بدنه موجبر در شکل ۲-۳ نشان داده شده است. در این شکل، به عنوان مثال شکاف های hو gتشعشع نمی‏کنند چون شار جریان روی بدنه موجبر را قطع نمی کنند.[۱]
به طور کلی شکاف هایی که با جریان های عرضی تحریک می شوند شکاف موازی و شکاف هایی که با جریان های طولیتحریک می شوند شکاف سری گویند.[۱۹]در شکل (۳-۲)، شکاف‏های a، b، c، iو jشکاف‏های موازی هستند چرا که با جریان‏های transverse ، برخورد دارند و بوسیله شبکه ادمیتانس موازی دو پورتی مدل می‏شوند. درعوض شکاف‏های e، kو d با برخورد دارند و شکاف‏های سری نامیده می‏شوند.شکاف‏های سری را به کمک شبکه امپدانسی سری مدل می‏کنند.[۱۹]

شکل ‏۳‑۲ : انواع شکاف ها روی بدنه یک موجبر مستطیلی
البته زمانی که شکاف ها در طول رزونانس خود عمل می کنند معادل یک مقاومت سری(برای شکاف سری) یا یک رسانایی موازی(برای شکاف موازی) می باشند.وقتی موجبر در مد تحریک شود و انتهای آن به یک بار منطبق^[۴۲] متصل شود، میدان‏ها از روابط زیر بدست می‏آیند:
(۳.۱)
(۳.۲)
(۳.۳)
که در روابط فوق، کمیت‏های به کار رفته، به شرح ذیل است:
(۳.۴)
(۳.۵)
(۳.۶)
(۳.۷)
(۳.۸)
همانطور که می دانیم جریان‏های بر روی دیواره های موجبر متناسب با است.
(۳.۹)
جریان‏ها در دیواره‏های بالایی و کناری موجبر، در شکل ۳-۳ نشان داده شده است.

شکل ‏۳‑۳ : توزیع جریان سطحی روی بدنه موجبر مستطیلی مربوط به مد غالب