Уровень боковых лепестков (УБЛ) (англ. side lobe level , SLL ) диаграммы направленности (ДН) антенны — относительный (нормированный к максимуму ДН) уровень излучения антенны в направлении боковых лепестков. Как правило, УБЛ выражается в децибелах , реже определяют УБЛ «по мощности» или «по полю» .

ДН реальной (конечных размеров) антенны — осциллирующая функция, в которой выделяют глобальный максимум, являющийся центром главного лепестка ДН, а также прочие локальные максимумы ДН и соответствующие им так называемые боковые лепестки ДН. Термин боковой следует понимать как побочный , а не буквально (лепесток, направленный «вбок»). Лепестки ДН нумеруют по порядку начиная с главного, которому присваивают номер ноль. Дифракционный (интерференционный) лепесток ДН, возникающий в разреженной антенной решётке , боковым не считается. Минимумы ДН, разделяющие лепестки ДН, называют нулями (уровень излучения в направлениях нулей ДН может быть сколь угодно малым, однако в реальности излучение всегда присутствует). Область бокового излучения разбивают на подобласти: область ближних боковых лепестков (прилегающую к главному лепестку ДН), промежуточную область и область задних боковых лепестков (вся задняя полусфера).

• Под УБЛ понимают относительный уровень наибольшего бокового лепестка ДН . Как правило, наибольшим по величине является первый (прилегающий к главному) боковой лепесток.

Для антенн с высокой направленностью используют также средний уровень бокового излучения (нормированная к своему максимуму ДН усредняется в секторе углов бокового излучения) и уровень дальних боковых лепестков (относительный уровень наибольшего бокового лепестка в области задних боковых лепестков).

Для антенн продольного излучения для оценки уровня излучения в направлении «назад» (в направлении, противоположном направлению главного лепестка ДН) используется параметр относительный уровень заднего излучения (от англ. front/back , F/B — отношение вперёд/назад), и при оценке УБЛ это излучение не учитывается. Также для оценки уровня излучения в направлении «вбок» (в направлении, перпендикулярном главному лепестку ДН) используется параметр относительный бокового излучения (от англ. front/side , F/S — отношение вперёд/вбок).

Значение УБЛ сопровождают сведениями о характере распределения боковых лепестков в пространстве, например указывают на убывание или сохранение их величины на примерно постоянном уровне. Если поле излучения имеет сложную поляризационную структуру, то величина УБЛ находится как по основной, так и по паразитной составляющим ДН. Наряду с УБЛ уровень бокового излучения характеризуют коэффициентом рассеяния — полным и парциальным по выбранной подобласти бокового излучения.

УБЛ, как и ширина главного лепестка ДН, являются параметрами, определяющими разрешающую способность и помехозащищённость радиотехнических систем. Поэтому в технических заданиях на разработку антенн этим параметрам уделяется большое значение. Ширину луча и УБЛ контролируют как при вводе антенны в эксплуатацию, так и в процессе эксплуатации.

Цели снижения УБЛ

• В режиме приёма антенна с низким УБЛ «более помехоустойчива», поскольку лучше осуществляет селекцию по пространству полезного сигнала на фоне шума и помех, источники которых расположены в направлениях боковых лепестков
• Антенна с низким УБЛ обеспечивает системе бо́льшую электромагнитную совместимость с другими радиоэлектронными средствами и высокочастотными устройствами
• Антенна с низким УБЛ обеспечивает системе бо́льшую скрытность
• В антенне системы автосопровождения цели возможно ошибочное сопровождение по боковым лепесткам
• Снижение УБЛ (при фиксированной ширине главного лепестка ДН) ведёт к росту уровня излучения в направлении главного лепестка ДН (к росту КНД ): излучение антенны в направлении, отличном от главного — пустая потеря энергии. Однако, как правило, при фиксированных габаритах антенны снижение УБЛ ведёт к снижению КИП, расширению главного лепестка ДН и снижению КНД .

Расплатой за более низкий УБЛ является расширение главного лепестка ДН (при фиксированных размерах антенны), а также, как правило, более сложная конструкция распределительной системы и меньший КПД (в ФАР ).

Способы снижения УБЛ

Поскольку ДН антенны в дальней зоне и амплитудно-фазовое распределение (АФР) токов по антенне связаны между собой преобразованием Фурье , то УБЛ как вторичный параметр ДН определяется законом АФР. Основным способом снижения УБЛ при проектировании антенны является выбор более плавного (спадающего к краям антенны) пространственного распределения амплитуды тока. Мера этой «плавности» — (КИП) антенны.

Снижение уровня отдельных боковых лепестков возможно также за счёт введения излучателей со специально подобранной амплитудой и фазой возбуждающего тока — компенсационных излучателей в ФАР , а также путём плавного изменения длины стенки излучающей апертуры (в апертурных антеннах).

К росту УБЛ ведёт неравномерное (отличное от линейного закона) пространственное распределение фазы тока по антенне («фазовые ошибки»).

См. также

• Коэффициент направленного действия
• Окно (весовая функция)
• Дифракционная решётка

Литература

• Марков Г. Т., Сазонов Д. М. . — М. : Энергия, 1975. — С. .
• Воскресенский Д. И. Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решёток.. — М. : Радиотехника, 2012.