Гурван өнцөгт тусгал буюу булангийн тусгал эсвэл гурвалжин тусгал гэгддэг энэхүү төхөөрөмж нь антенн болон радарын системд түгээмэл хэрэглэгддэг идэвхгүй бай төхөөрөмж юм. Энэ нь хаалттай гурвалжин бүтэц үүсгэдэг гурван хавтгай тусгалаас бүрдэнэ. Цахилгаан соронзон долгион нь гурвалжин тусгалд хүрэхэд тусах чиглэлийн дагуу буцаж ойж, чиглэлээрээ тэнцүү боловч фазаараа тусах долгионы эсрэг тусах долгион үүсгэдэг.

Гурвалсан өнцөгт тусгалын талаарх дэлгэрэнгүй танилцуулгыг доор харуулав.

Бүтэц ба зарчим:

Гурван өнцөгт тусгал нь нийтлэг огтлолцлын цэг дээр төвлөрсөн гурван хавтгай тусгалаас бүрдэх бөгөөд тэгш өнцөгт гурвалжин үүсгэдэг. Хавтгай тусгал бүр нь тусгалын хуулийн дагуу туссан долгионыг тусгаж чаддаг хавтгай толь юм. Туссан долгион нь гурвалжин өнцөгт тусгалд хүрэхэд хавтгай тусгал бүрээр тусч, эцэст нь туссан долгион үүсгэнэ. Гурвалжин тусгалын геометрийн улмаас туссан долгион нь туссан долгионтой тэнцүү боловч эсрэг чиглэлд тусдаг.

Онцлог болон хэрэглээ:

1. Тусгалын шинж чанар: Гурвалсан өнцөгт тусгал нь тодорхой давтамжид өндөр тусгалын шинж чанартай байдаг. Энэ нь туссан долгионыг өндөр тусгалтайгаар буцааж тусгаж, илэрхий тусгалын дохио үүсгэдэг. Бүтцийн тэгш хэмийн ачаар гурвалсан өнцөгт тусгалаас ойсон долгионы чиглэл нь туссан долгионы чиглэлтэй тэнцүү боловч фазын хувьд эсрэг байна.

2. Хүчтэй ойсон дохио: Ойсон долгионы фаз эсрэг чиглэлд байрладаг тул гурвалсан өнцөгт тусгал нь туссан долгионы чиглэлийн эсрэг чиглэлд байрлахад ойсон дохио маш хүчтэй байх болно. Энэ нь гурвалсан өнцөгт тусгал нь радарын системд байны цуурай дохиог сайжруулах чухал хэрэглээ болдог.

3. Чиглэл: Гурвалсан өнцөгт тусгалын тусгалын шинж чанар нь чиглэлтэй, өөрөөр хэлбэл хүчтэй тусах дохио нь зөвхөн тодорхой өнцгөөр үүснэ. Энэ нь чиглүүлэгч антенн болон радарын системд байны байрлалыг олох, хэмжихэд маш ашигтай болгодог.

4. Энгийн бөгөөд хэмнэлттэй: Гурвалсан өнцөгт тусгалын бүтэц нь харьцангуй энгийн бөгөөд үйлдвэрлэх, суурилуулахад хялбар байдаг. Энэ нь ихэвчлэн хөнгөн цагаан эсвэл зэс зэрэг металл материалаар хийгдсэн тул өртөг нь бага байдаг.

5. Хэрэглээний салбар: Гурвалсан өнцөгт тусгалуудыг радарын систем, утасгүй холбоо, нисэхийн навигаци, хэмжилт, байршил тогтоох болон бусад салбарт өргөн ашигладаг. Үүнийг байг таних, хүрээ тогтоох, чиглэл олох, тохируулгын антенн гэх мэтэд ашиглаж болно.

Доор бид энэ бүтээгдэхүүнийг дэлгэрэнгүй танилцуулах болно:

Антенны чиглэлийг нэмэгдүүлэхийн тулд нэлээд ойлгомжтой шийдэл бол ойлгогч ашиглах явдал юм. Жишээлбэл, хэрэв бид утсан антеннаас эхэлбэл (хагас долгионы диполь антенн гэж үзье) цацрагийг урагш чиглүүлэхийн тулд түүний ард дамжуулагч хуудас байрлуулж болно. Чиглэлийг цаашид нэмэгдүүлэхийн тулд Зураг 1-т үзүүлсэн шиг булангийн ойлгогчийг ашиглаж болно. Хавтангийн хоорондох өнцөг нь 90 градус байна.

Зураг 1. Булангийн тусгалын геометр.

Энэ антенны цацрагийн хэв маягийг дүрсний онолыг ашиглан ойлгож, дараа нь массивын онолоор үр дүнг тооцоолж болно. Шинжилгээг хялбар болгохын тулд бид ойлтын хавтангууд хязгааргүй хэмжээгээр хязгааргүй гэж үзнэ. Доорх 2-р зурагт хавтангийн урд талын бүсэд хүчинтэй эквивалент эх үүсвэрийн тархалтыг харуулав.

Зураг 2. Чөлөөт орон зай дахь эквивалент эх үүсвэрүүд.

Цэгтэй тойрог нь бодит антеннтай фазын хувьд холбогдсон антеннуудыг заана; x-тэй гарсан антенн нь бодит антеннаас 180 градусын фазын зөрүүтэй байна.

Анхны антенн нь （）-ээр өгөгдсөн бүх чиглэлтэй хэв маягтай гэж үзье. Тэгвэл цацрагийн хэв маяг (RЗураг 2-ын "радиаторуудын эквивалент багц"-ын )-г дараах байдлаар бичиж болно:

Дээрх нь Зураг 2 болон массивын онолоос шууд гарч ирж байна (k нь долгионы тоо юм. Үүссэн хэв маяг нь анхны босоо туйлширсан антеннтай ижил туйлшралтай байх болно. Чиглэл нь 9-12 дБ-ээр нэмэгдэх болно. Дээрх тэгшитгэл нь хавтангийн урд талын бүсэд цацраглагдсан талбаруудыг өгдөг. Бид хавтангууд хязгааргүй гэж үзсэн тул хавтангийн ард байгаа талбарууд тэг байна.

d нь хагас долгионы урттай үед чиглэл хамгийн өндөр байх болно. Зураг 1-ийн цацрагийн элемент нь ( )-ээр өгөгдсөн хэв маягтай богино диполь гэж үзвэл энэ тохиолдлын талбаруудыг Зураг 3-т үзүүлэв.

Зураг 3. Хэвийнжүүлсэн цацрагийн хэв маягийн туйлын болон азимутын хэв маяг.

Антенны цацрагийн хэв маяг, эсэргүүцэл ба олшруулалт нь зайнаас хамаарна.dЗураг 1-ийн дагуу. Оролтын импеданс нь долгионы уртын хагастай тэнцүү байх үед тусгал нь нэмэгддэг; антенныг тусгал руу ойртуулснаар үүнийг бууруулж болно. УртLЗураг 1-т үзүүлсэн тусгалуудын хэмжээ нь ихэвчлэн 2*d байдаг. Гэсэн хэдий ч, хэрэв антеннаас y тэнхлэгийн дагуу хөдөлж буй туяаг мөрдөж байгаа бол урт нь дор хаяж ( ) байвал энэ нь тусгагдана. Хавтангийн өндөр нь цацраг туяа цацруулагч элементээс өндөр байх ёстой; гэсэн хэдий ч шугаман антенн нь z тэнхлэгийн дагуу сайн цацруулдаггүй тул энэ параметр нь тийм ч чухал биш юм.