New-Tech Magazine | January 2024 | Digital Edition

הפסד פני השטח באנטנות

ElyL@afeka.ac.il פרופ' עלי לוין, מכללת אפקה להנדסה תל אביב, »

ביחידות אורך, הרי אם ε של RMS בשיטת השגיאה היא אקראית לחלוטין ומפוזרת באופן נורמלי-גאוסי, השבח הופך להיות: (2) G(ε) = G 0 exp(-4επ/λ)² וביחידות דציבל: (3) G(ε) = G 0 - 686(ε/λ)² dBi באופן מעשי, אם שגיאת פני השטח הרי הפסד השבח ε = λ /30 הממוצעת היא שהוא ערך נסבל 686/900= 0.75dB יהיה למרבית היישומים המערכתיים. במערכים מישוריים כמו למשל במערכים סוקרים מרובי אלמנטים, מקובל להשתמש בקירוב פחות מחמיר כי אין בהם תנאי החזרה אל הזן: (5) G(ε) = G 0 - 171 (ε/λ)² dBi למשל במערך חריצים מוטס (מכ"ם בקרת , שגיאת מישוריות 3cm ירי) הפועל באורך גל תגרום להפסד שבח של 1mm אקראית של ובמערך סוקר אלומה -171 (1/30)² = 0.2 dB , שגיאה מישורית 20cm הפועל באורך גל (4) G(ε) = G 0 exp(- 2 επ/λ)² וביחידות דציבל:

. שגיאת פני השטח 2 אנטנות גדולות כמו רפלקטורים פרבוליים ומערכים מישוריים מרובי אלמנטים בנויות בדרך כלל ממשטחים קטנים (פאנלים) המורכבים באופן מכני על מסגרת נושאת. חזית המשטחים האלה מכילה שגיאות מיקום הגורמות לשגיאות פאזה. גורמים 5 הפסד פני השטח נגרם כתוצאה מ עיקריים: עוותים של כוח הכובד, מפלי טמפרטורה (גראדיאנטים), קפיצות חדות בטמפרטורה, שגיאות בייצור הפאנלים המרכיבים את האנטנה ושגיאות התקנה של הפאנלים. ] משוואה 3] 1952 פירסם בשנת J . Ruze מקורית הקושרת בין שגיאת הפאזה ) על פני צלחת פרבולית לבין RMS הממוצעת ( הפסד השבח הנגרם על ידה. בהמשך הרחיב את היריעה לכלל שגיאות המפתח באנטנות ] אך התרומה העיקרית שלו היתה 4 גדולות [ .] 5 המקורית [ Ruze ונותרה משוואת Ruze . משוואת 3 בהנתן רפלקטור פרבולי עם שבח נומינלי ובהנתן שעל Go (משטח ללא שגיאות פאזה) פני המשטח קיימת שגיאה ממוצעת, מחושבת

. השבח באנטנות גדולות 1 השבח באנטנות גדולות (כמו צלחות פרבוליות או מערכים מישוריים מרובי אלמנטים) תלוי בשטח, באורך הגל וביעילות האנטנה לפי:

(1) G = 4πAη/λ ²

כאשר:

A = area η = efficiency λ = wavelength

יעילות האנטנה נגזרת מהפסדים אוהמיים, הפסדים דיאלקטריים, הפסדי החזרה ושגיאות בהארת המפתח. באנטנות רפלקטור פרבולי שגיאות ההארה נובעות מכמה , הפסד Spillover גורמים ובהם: הפסד פזילה , Polarization , הפסד קיטוב Taper מישקול Blockage , הפסד חסימה Phase הפסד פאזה Surface errors ולבסוף הפסד פני השטח גדולות הפועלות RF . במערכות [1]-[2] בטווחים גדולים, מעטפת הביצועים תלויה בעיקר בהספק השידור ובשבח האנטנות ולכן יש משמעות רבה להקטנת השגיאות מכל הסוגים וכך לשפר את היעילות ולהגדיל את השבח. במסגרת זו נעסוק בשגיאה אחת והיא דיוק פני השטח במונחים של אורך הגל.

New-Tech Magazine l 50