Войти
Проклятие разреженного массива (иногда Проклятие разреженного массива ) это теорема в электромагнитной теории антенн. В нем указано, что передающая антенна, которая синтезирована из когерентной фазированной решетки с меньшими отверстиями антенн, которые разнесены друг от друга, будет иметь меньший минимальный размер пятна луча. Обычно главный лепесток имеет телесный угол, который меньше на величину, пропорциональную отношению площади синтезированной решетки к общей площади отдельных отверстий. Количество мощности, передаваемой в этот главный лепесток, уменьшается точно пропорционально, так что общая плотность мощности в луче остается постоянной.
Происхождение термина неясно. Роберт Л. Форвард цитирует использование этого термина в неопубликованных отчетах Исследовательских лабораторий Хьюза, датируемых 1976 годом.
Рассмотрим несколько небольших субапертур, которые примыкают друг к другу, так что они образуют a. Предположим, что они находятся на орбите, излучая микроволны на точку на земле. Теперь предположим, что вы сохраняете постоянным количество субапертур и мощность, излучаемую каждым из них, но разделяете субапертуры (сохраняя их взаимно фазированными), чтобы синтезировать большую апертуру. Размер пятна на земле уменьшается пропорционально диаметру синтезированного массива (и, следовательно, площадь уменьшается пропорционально квадрату диаметра синтезированного массива), но плотность мощности на земле не изменяется.
Таким образом:
Из этих трех фактов ясно, что если синтезированная апертура имеет площадь A, и общая ее площадь, заполненная активными передатчиками, равна a, тогда не более части a / A излучаемой мощности достигает цели, а часть 1 - a / A теряется. Эти потери проявляются в виде мощности в боковых лепестках.
Эта теорема также может быть получена более подробно, если рассматривать частично заполненную решетку передатчика как суперпозицию полностью заполненной решетки плюс массив, состоящий только из пробелы, вещание точно не в фазе с заполненным массивом. Интерференционная диаграмма между ними снижает мощность в лепестке главного луча точно в 1 раз - a / A.
Обратите внимание, что проклятие прореженного массива применяется только к взаимно согласованным источникам. Если передающие источники не являются взаимно когерентными, размер пятна на земле не зависит от отношения отдельных источников друг к другу, а является просто суммой отдельных пятен от каждого источника.
Проклятие истончения массива означает, что хотя синтезированные апертуры полезны для приемников с высоким угловым разрешением, они не подходят для передатчиков мощности. Это также означает, что если передатчик с заполненной решеткой имеет зазоры между отдельными элементами, главный лепесток луча будет терять мощность, пропорциональную площади зазоров. Аналогичным образом, если передатчик состоит из нескольких отдельных передатчиков, некоторые из которых выходят из строя, мощность, потерянная из главного лепестка, будет превышать мощность потерянного передатчика, поскольку мощность также будет отводиться на боковые лепестки.
Проклятие прореживания массива имеет последствия для концепций передачи микроволновой энергии и беспроводной передачи энергии, таких как спутники на солнечной энергии ; это говорит о том, что невозможно сделать луч меньшего размера и, следовательно, уменьшить размер приемника (называемого ректенной для излучения микроволновой мощности) путем фазирования вместе лучей от многих небольших спутников.
Краткое изложение проклятия прореженного массива с акцентом на последствиях использования лазеров для обеспечения импульса для межзвездного зонда (применение луча с двигателем ), можно найти в статье Роберта Форварда «Межзвездное путешествие туда и обратно с использованием лазерных световых парусов».
