Расчет основных параметров зеркальной параболической антенны

перпендикулярные плоскости, линия пересечения которых совпадает с направлением максимума ДН. Одну из этих плоскостей обычно совмещают с вектором Е и называют Е-плоскостью. В силу ортогональности векторов поля в дальней зоне другая плоскость будет совпадать с вектором Hиназывается H-плоскостью. Сечение ДН Е-плоскостью называют ДН в Е-плоскости, а H-плоскостью – ДН в H-плоскости. 

   Коэффициент направленного действия (КНД), как и ширина ДН, является мерой концентрации электромагнитной энергии в пространстве, которое осуществляется антенной. КНД – это число, показывающее, во сколько раз необходимо увеличить мощность излучения антенны при переходе от направленной антенны к абсолютно ненаправленной, при условии сохранения одинаковой напряженности поля в точке приема при прочих равных условиях:

                                                                                                               (4)

при условии Ененапр=Енапр в точке приема.

   Коэффициент полезного действия антенны (к. п. д.). Не вся подводимая к антенне мощность излучается в виде энергии электромагнитных волн. Часть подводимой мощности будет теряться в антенне. Для характеристики потерь вводят коэффициент полезного действия антенны (η), равный отношению мощности, излученной антенной в пространство (PΣ), к мощности, которая к ней подводится (PA):

                                                                    .                                                    (5)

   Коэффициент усиления антенны (КУ) – это число, показывающее, во сколько раз мощность, излучаемая реальной антенной в данном направлении, отнесенная к единице телесного угла, больше мощности, излучаемой в единице телесного угла, абсолютно ненаправленной антенны, с к. п. д., равным 100%, при условии равенства подводимых к антеннам мощностей. КУ равен:

                                                            .                                   (6)

   Уровень боковых лепестков (УБЛ) – параметр, служащий для оценки величины бокового излучения антенны. УБЛ – есть отношение напряженности поля в направлении максимума какого-либо бокового лепестка к напряженности поля в направлении главного максимума:

                                                               .                                       (7)

СХЕМА И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПАРАБОЛИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ

Параболические антенны применяются в очень широком диапазоне волн – от оптического до коротковолнового, особенно в дециметровом и сантиметровом. Параболические антенны состоят из металлического рефлектора обычно в форме параболоида вращения и антенны-облучателя малых размеров по сравнению с длиной волны λ, помещенного в фокусе. Схема параболической антенны приведена на рис. 3.

    Действие параболического зеркала заключается в том, что расходящиеся лучи, идущие от источника, находящегося в фокусе зеркала, после отражения от его поверхности становятся параллельными.

    Рассмотрим два произвольных луча – 1 и 2, излученных источником, находящимся в фокусе, и падающих на параболическое зеркало (рис. 4).

                               Рис. 3                                                          Рис. 4

Луч 1, падающий в точку а, образует угол ψ1 с осью, а луч 2, падающий в точку b, образует угол ψ2 с осью параболоида. Лучи 1 и 2 образуют с нормалью к поверхности параболоида в точках a и b углы ψ1/2 и ψ2/2 соответственно. Так как угол отражения равен углу падения, то угол отражения луча 1 равен ψ1/2, а угол отражения луча 2 равен ψ2/2. Таким образом, отраженный луч 1 образует угол ψ1 с падающим лучом 1 и, следовательно, параллелен оси параболоида. Отраженный луч 2 образует угол ψ2 с падающим лучом 2 и также параллелен оси параболоида. Параллельным лучам соответствует плоский фронт волны. В качестве отражающих поверхностей применяются металлические зеркала, дающие практически полное отражение падающих на них лучей без заметных потерь.

Концепция геометрической оптики, согласно которой каждый луч облучателя, падающий на какую-либо точку параболоида, создает определенный отраженный луч, для радиотехнических параболических зеркал неточна, так как она справедлива, если длина волны бесконечно