PDF-file - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik an der Universität ...
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Arraytheorie 47<br />
Eine Grenzwertbetrachtung liefert den maximal möglichen Nebenzipfelabst<strong>an</strong>d des k-ten<br />
Nebenmaximums zur Hauptkeule <strong>für</strong> N → ∞ :<br />
1<br />
1 2<br />
A kNK max = lim<br />
= = .<br />
→∞ ⎛ ( + ) π ⎞ ( + ) (4.38)<br />
N 2k<br />
1 2k<br />
1 π ( 2k<br />
+ 1)π<br />
Nsin⎜<br />
⎟<br />
⎝ 2N<br />
⎠ 2<br />
Der maximale erreichbare Nebenzipfelabst<strong>an</strong>d eines uniform erregten Arrays aus isotropen<br />
Strahlern beträgt:<br />
A1NK max<br />
2<br />
= = 0,<br />
2122 ≡ − 13,<br />
5dB<br />
. (4.39)<br />
3π<br />
Für ein Array aus <strong>an</strong>isotropen Elementarstrahlern ergeben sich die Amplituden <strong>der</strong><br />
Gesamtcharakteristik C A(ϑ) aus dem Produkt <strong>der</strong> Amplituden <strong>der</strong> Arrayfaktorfunktion<br />
F(ϑ) und <strong>der</strong> Einzelcharakteristik C E(ϑ) (vgl. Bild 4.7). Eine schmale Elementarcharakteristik<br />
erhöht die Nebenzipfeldämpfung.<br />
In Tabelle 4.3 sind die Pegel <strong>der</strong> Nebenzipfel <strong>der</strong> Arrayfaktorfunktion <strong>für</strong> das Phased-Array<br />
Kühlungsborn im Vergleich zu den maximal möglichen Amplituden dargelegt. Für kleine<br />
k ≤ 5 konvergieren die Amplituden rasch, <strong>für</strong> k > 5 ist ein Vergleich aufgrund <strong>der</strong><br />
Periodizität <strong>der</strong> Arrayfaktorfunktion irrelev<strong>an</strong>t.<br />
Tabelle 4.3: Pegel <strong>der</strong> Nebenmaxima des Arrayfaktors <strong>für</strong> das Phased-Array Kühlungsborn ohne<br />
Phasensteuerung<br />
Nebenmaxima k 1 2 3 4 5 6 7<br />
AkNK [dB] -13,2 -17,3 -19,6 -20,9 -21,5 -21,5 -20,9<br />
AkNKmax [dB] -13,5 -17,9 -20,8 -23,0 -24,8 -26,2 -27,4<br />
Das Bild 4.7 zeigt das Richtdiagramm des Phased-Arrays Kühlungsborn als Produkt aus<br />
<strong>der</strong> Arrayfaktorfunktion mit N=6; dλ=√2 und <strong>der</strong> Elementarcharakteristik eines Feed-<br />
Subarrays.