Płat boczny - Side lobe
| Część serii na |
| Anteny |
|---|
 |
W inżynierii anten , płaty boczne lub płaty boczne to płaty (lokalne maksima) charakterystyki promieniowania pola dalekiego anteny lub innego źródła promieniowania, które nie są głównym płatem .
Charakterystyka promieniowania większości anten przedstawia wzór „ płatków ” pod różnymi kątami, kierunkach, w których siła sygnału promieniowania osiąga maksimum, oddzielonych „ zerami ”, kątów, pod którymi siła sygnału promieniowania spada do zera. Można to postrzegać jako wzór dyfrakcyjny anteny. W antenie kierunkowej, w której celem jest emitowanie fal radiowych w jednym kierunku, płatek w tym kierunku jest zaprojektowany tak, aby mieć większe natężenie pola niż inne; to jest „ główny płat ”. Pozostałe płaty nazywane są „ płatkami bocznymi ” i zwykle reprezentują niepożądane promieniowanie w niepożądanych kierunkach. Płat boczny bezpośrednio za płatem głównym nazywany jest płatem tylnym . Im dłuższa antena w stosunku do długości fali radiowej , tym więcej płatków ma jej charakterystyka promieniowania. W antenach nadawczych nadmierne promieniowanie listków bocznych marnuje energię i może powodować zakłócenia w pracy innych urządzeń. Kolejną wadą jest to, że poufne informacje mogą zostać przechwycone przez niezamierzonych odbiorców. W antenach odbiorczych listki boczne mogą odbierać sygnały zakłócające i zwiększać poziom szumu w odbiorniku.
Gęstość mocy w listkach bocznych jest na ogół znacznie mniejsza niż w wiązce głównej. Ogólnie pożądane jest zminimalizowanie poziomu listka bocznego (SLL), który jest mierzony w decybelach w stosunku do szczytu wiązki głównej. Płat główny i płaty boczne występują zarówno dla nadawania, jak i odbierania. Koncepcje listków głównych i bocznych, charakterystyki promieniowania, kształtów apertury i ważenia apertury mają zastosowanie w optyce (kolejna gałąź elektromagnetyki) oraz w dziedzinach akustyki, takich jak konstrukcja głośników i sonarów , a także konstrukcja anten.
Ponieważ charakterystyka promieniowania pola dalekiego anteny jest transformatą Fouriera jej rozkładu apertury, większość anten będzie generalnie miała listki boczne, chyba że rozkład apertury jest gaussowski lub jeśli antena jest tak mała, że nie ma listków bocznych w widzialnej przestrzeni. Większe anteny mają węższe wiązki główne, a także węższe listki boczne. W związku z tym większe anteny mają więcej listków bocznych w widocznej przestrzeni (w miarę zwiększania rozmiaru anteny listki boczne przesuwają się z przestrzeni zanikającej do widocznej przestrzeni).
Listki boczne dla przypadku równomiernie oświetlonej apertury
W przypadku anteny z aperturą prostokątną o równomiernym rozkładzie amplitudy (lub równomiernym obciążeniu), pierwszy listek boczny to -13,26 dB w stosunku do szczytu wiązki głównej. Dla takich anten charakterystyka promieniowania ma postaci kanonicznej o
-
( 1 )
Proste podstawienia różnych wartości X do równania kanonicznego dają następujące wyniki:
| x | Charakterystyka promieniowania | Wyjaśnienie |
|---|---|---|
| 0 | 0 dB | szczyt świateł drogowych |
| −∞ dB | pierwszy null | |
| -13,26 dB | szczyt pierwszego płatka bocznego | |
| −∞ dB | drugi null | |
| -17,83 dB | szczyt drugiego płata bocznego |
W przypadku anteny z aperturą kołową, również o równomiernym rozkładzie amplitudy, pierwszy poziom listka bocznego wynosi -17,57 dB w stosunku do szczytu wiązki głównej. W tym przypadku, wzór promieniowania posiada kanoniczną postać z
-
( 2 )
gdzie jest funkcją Bessela pierwszego rodzaju rzędu 1. Jest to znane jako wzór Airy . Proste podstawienia różnych wartości X do równania kanonicznego dają następujące wyniki:
| x | Charakterystyka promieniowania | Wyjaśnienie |
|---|---|---|
| 0 | 0 dB | szczyt świateł drogowych |
| 3,83 | −∞ dB | pierwszy null |
| 5.14 | -17,57 dB | szczyt pierwszego płatka bocznego |
| 7.02 | −∞ dB | drugi null |
| 8.42 | -23,81 dB | szczyt drugiego płata bocznego |
Równomierny rozkład apertury, jak podano w dwóch powyższych przykładach, daje maksymalną możliwą kierunkowość dla danego rozmiaru apertury, ale także daje maksymalny poziom listka bocznego. Poziomy listków bocznych można zmniejszyć, zwężając krawędzie rozkładu apertury (zmieniając je na jednorodność) kosztem zmniejszonej kierunkowości .
Wartości zerowe między listkami bocznymi występują, gdy wzorce promieniowania przechodzą przez początek w płaszczyźnie zespolonej . W związku z tym sąsiednie listki boczne są na ogół przesunięte w fazie o 180°.
Kraty płaty
W przypadku anten z dyskretną aperturą (takich jak szyki fazowe ), w których odstęp między elementami jest większy niż połowa długości fali, efekt aliasingu przestrzennego powoduje, że niektóre listki boczne mają znacznie większą amplitudę i zbliżają się do poziomu listka głównego; są one nazywane płatami kraty i są identyczne lub prawie identyczne w przedstawionym przykładzie, kopie belek głównych.
Płatki tarcia są szczególnym przypadkiem płatka bocznego. W takim przypadku za płaty boczne należy uważać wszystkie płaty leżące między płatem głównym a pierwszym płatem tarcia lub między płatkami tarcia. Koncepcyjnie przydatne jest rozróżnienie między płatami bocznymi a płatkami ściernymi, ponieważ płaty ścierające mają większe amplitudy niż większość, jeśli nie wszystkie, inne płaty boczne. Matematyka płatków siatkowych jest taka sama jak dyfrakcji rentgenowskiej .
