Sidelappen - Side lobe

Et typisk retningsbestemt antennestrålingsmønster i polarkoordinatsystemrepræsentation , der viser sidelapper. Den radiale afstand fra midten repræsenterer signalstyrke.

Et typisk antennestrålingsmønster i kartesisk koordinatsystemrepræsentation, der viser sidelapper.

Del af en serie om
Antenner
Almindelige typer Dipol Fraktal Sløjfe Monopol Parabol Television Pisk
Komponenter Balun Bloker upconverter Coax kabel Counterpoise (jordsystem) Foder Feed line Lav støjblok nedkonverter Passiv radiator Modtager Rotator Stubbe Senderen Tuner Dobbelt-bly
Systemer Antennegård Amatørradio Mobilnetværk Hotspot Kommunalt trådløst netværk Radio Radiomaster og tårne Trådløst internet Trådløs
Sikkerhed og regulering Trådløs enhedens stråling og sundhed Trådløse elektroniske enheder og sundhed International Telecommunication Union ( radioforordninger ) Verdensradiokommunikationskonference
Strålingskilder / regioner Kedelig Fokal sky Jordplan Hovedlob Nær og fjernt felt Sidelappen Lodret plan
Egenskaber Array gevinst Direktivitet Effektivitet Elektrisk længde Ækvivalent radius Faktor Friis transmissionsligning Gevinst Højde Strålingsmønster Strålingsmodstand Radioudbredelse Radiospektrum Signal-støj-forhold Forfærdelig emission
Teknikker Bjælkestyring Beam tilt Stråleformning Lille celle Bell Laboratories Layered Space-Time (BLAST) Massive Multiple-input multiple-output (MIMO) Omkonfiguration Spredt spektrum Wideband Space Division Multiple Access (WSDMA)
v t e

I antenne engineering, sidesløjfer eller sidesløjfer er fremspringene (lokal maxima) i langt område stråling mønster af en antenne og andre strålingskilder, som ikke er den hovedsløjfen .

Strålingsmønsteret for de fleste antenner viser et mønster af " lapper " i forskellige vinkler, retninger, hvor den udstrålede signalstyrke når et maksimum adskilt af " nuller ", vinkler, hvor den udstrålede signalstyrke falder til nul. Dette kan ses som antennens diffraktionsmønster . I en retningsantenne , hvor målet er at udsende radiobølgerne i en retning, er lap i den retning designet til at have en større feltstyrke end de andre; dette er " hovedlappen ". De andre lapper kaldes " sidelapper " og repræsenterer normalt uønsket stråling i uønskede retninger. Sidelappen direkte bag hovedlappen kaldes baglappen . Jo længere antennen i forhold til radioen bølgelængde , jo mere lapper sin stråling mønster har. Ved transmitterende antenner spilder overdreven sidelappestråling energi og kan forårsage interferens med andet udstyr. En anden ulempe er, at fortrolige oplysninger kan blive hentet af utilsigtede modtagere. I modtageantenner kan sidelapper opfange forstyrrende signaler og øge støjniveauet i modtageren.

Effektdensiteten i sidelapperne er generelt meget mindre end i hovedstrålen. Det er generelt ønskeligt at minimere sidelobens niveau (SLL), som måles i decibel i forhold til toppen af ​​hovedstrålen. Hovedlappen og sidelapperne forekommer både til transmission og modtagelse. Begreberne hoved- og sidelapper, strålingsmønster, blændeformer og blændevægtning gælder for optik (en anden gren af ​​elektromagnetik) og inden for akustikfelter som højttaler og ekkoloddesign samt antennedesign.

Fordi en antennens langt område stråling mønster er en Fourier transformation af dets åbningsstørrelsesfordelingen, vil de fleste antenner generelt har sidesløjfer, medmindre åbningen fordeling er en gaussisk eller hvis antennen er så lille som at have nogen sidesløjfer i det synlige rum. Større antenner har smallere hovedbjælker samt smallere sidelapper. Derfor har større antenner flere sidelapper i det synlige rum (når antennestørrelsen øges, bevæger sidelober sig fra det flygtige rum til det synlige rum).

Sidelobes for ensartet belyst blænde

For en rektangulær blændeantenne med en ensartet amplitudefordeling (eller ensartet vægtning) er den første sidelobe −13,26 dB i forhold til fjernlysets højde. For sådanne antenner har strålingsmønsteret en kanonisk form for

${\ displaystyle \ displaystyle {\ text {Strålingsmønster (i enheder af dB)}} \ propto 20 \ log _ {10} \ venstre | {\ frac {\ sin X} {X}} \ højre |}$

( 1 )

Enkle substitutioner af forskellige værdier af X i den kanoniske ligning giver følgende resultater:

x	Strålingsmønster	Forklaring
0	0 dB	toppen af ​​fjernlys
${\ displaystyle \ displaystyle 3.14 = \ pi}$	−∞ dB	første nul
${\ displaystyle \ displaystyle 4.49 \ approx {\ frac {3 \ pi} {2}}}$	−13,26 dB	toppen af ​​første sidelobe
${\ displaystyle \ displaystyle 6.28 = 2 \ pi}$	−∞ dB	anden nul
${\ displaystyle \ displaystyle 7.72 \ approx {\ frac {5 \ pi} {2}}}$	−17,83 dB	toppen af ​​anden sidelobe

For en cirkulær blændeantenne, der også har en ensartet amplitudefordeling, er det første sidelobe -niveau −17,57 dB i forhold til fjernlysets højde. I dette tilfælde har strålingsmønsteret en kanonisk form for

${\ displaystyle \ displaystyle {\ text {Strålingsmønster (i enheder af dB)}} \ propto 10 \ log _ {10} \ venstre | 2 \ cdot {\ frac {J_ {1} (X)} {X}} \ højre |^{2}}$

( 2 )

hvor er Bessel -funktionen i den første slags ordre 1. Dette er kendt som det luftige mønster . Enkle substitutioner af forskellige værdier af X i den kanoniske ligning giver følgende resultater: ${\ displaystyle \ displaystyle J_ {1} (x)}$

En ensartet åbningsstørrelsesfordelingen, som tilvejebragt i de to eksempler ovenfor, giver den størst mulige retningsvirkning for en given åbningsstørrelse, men den producerer også den maksimale sidesløjfeniveau. Sidelappniveauer kan reduceres ved at tilspidse kanterne af blændefordelingen (skifte fra ensartethed) på bekostning af reduceret direktivitet .

Nullerne mellem sidelober opstår, når strålingsmønstrene passerer gennem oprindelsen i det komplekse plan . Derfor er tilstødende sidelober generelt 180 ° ude af fase med hinanden.

Ristelapper

Et typisk strålingsmønster for fasede arrays, hvis afstand mellem elementer er større end en halv bølgelængde, derfor har strålingsmønsteret gitterlobber.

For diskrete blændeantenner (såsom fasede arrays ), hvor elementafstanden er større end en halv bølgelængde, bevirker den rumlige aliasing -effekt, at nogle sidelober bliver væsentligt større i amplitude og nærmer sig hovedlobens niveau; disse kaldes ristelapper , og de er identiske eller næsten identiske i eksemplet vist, kopier af hovedbjælkerne.

Gitterlober er et specielt tilfælde af en sidelobe. I et sådant tilfælde bør sidelapperne betragtes som alle de lapper, der ligger mellem hovedlappen og den første ristelapp eller mellem ristelapper. Det er konceptuelt nyttigt at skelne mellem sidelapper og ristelapper, fordi gitterlobber har større amplituder end de fleste, hvis ikke alle, af de andre sidelapper. Matematikken i gitterlober er den samme som for røntgendiffraktion .

Animationen viser hovedlappen og ristelapperne i et faset array i polært koordinatsystem.

eksterne links

• Sidelobes og beamwidths - En antenneundervisning