Расчет зеркальной параболической антенны с облучателем в виде конического рупора (стр. 2 из 3)

В зависимости от размещения облучателя относительно зеркала можно получить то или иное значение КНД. При определенном оптимальном отношении R₀/f₀ КНД наибольший. Заданный интервал отношения R₀/f₀ = (1.0÷1.25). Расчетное отношение R₀/f₀ = 1.029, что удовлетворяет условию.

2. РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛЯ

2.1 Диаграммы направленности облучателя

Полуволновой симметричный вибратор с контррефлектором в виде диска

Фазовый центр вибратора с контррефлектором в виде диска лежит между вибратором и контррефлектором несколько ближе к последнему. Обычно контррефлекторы выполняются в виде дисков диаметром 2d = (0.7 ... 0.8), при этом ДН имеет форму, близкую к диаграмме с осевой симметрией. Расстояние между вибратором и контррефлектором выбирается близким к четверти длины волны, а длина вибратора - к половине длины волны (2l /2).

Диаграмма направленности такого облучателя в Е плоскости рассчитывается по формуле [11]

Рисунок 5 – ДН облучателя в плоскости Е

а в Н плоскости - по формуле

Рисунок 6 – ДН облучателя в плоскости H

Эти формулы справедливы для ^E и ^Hменее

.

Таблица 2 – Расчет ДН конического рупора

, град	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
	1	1	0.995	0.977	0.931	0.843	0.701	0.503	0.258	0.087
, град	-90	-80	-70	-60	-50	-40	-30	-20	-10	0
	0	0.27	0.513	0.708	0.848	0.934	0.978	0.996	1	1

2.1 Распределение поля в апертуре зеркала

Расчет распределения поля в апертуре зеркала осуществляется по следующим формулам:

где F₀(Y) – диаграмма направленности облучателя,

Y₀ – угол раскрыва,

Y – текущий угол.

Зависимость угла Y от текущего радиуса r:

,

Рисунок 7 – Распределение поля в апертуре зеркала

3. РАСЧЕТ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПАРАБОЛИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ

Инженерный расчёт пространственной диаграммы направленности ДН параболической антенны часто сводится к определению ДН идеальной круглой синфазной площадки с неравномерным распределением напряжённости возбуждающего поля. В данном случае распределение напряжённости возбуждающего поля в основном определяется ДН облучателя в соответствующей плоскости. Выражение для нормированной ДН зеркальной параболической антенны при этом имеет вид:

,

где J₁, J₂ – цилиндрические функции Бесселя первого и второго порядка.

- Коэффициент, показывающий во сколько раз амплитуда возбуждающего поля, на краю раскрыва меньше амплитуды в центре раскрыва в соответствующей плоскости с учётом различий расстояний от облучателя до центра зеркала и до края зеркала;

Е_кр, Е_мах – амплитуды поля на краю и в центре раскрыва.

ДН зеркальной параболической антенны имеет следующий вид (рисунок 2.5).

Приближенно коэффициент направленного действия зеркальной антенны определяется выражением:

, г

де

S – площадь раскрыва;

υ_рез – результирующий коэффициент использования поверхности