Согласование с помощью вершинной пластины осуществляется введением диска размерами d и Δ, помещаемого в вершину зеркала. Реакция диска на облучатель используется для компенсации реакции, создаваемой остальной частью зеркала, если удовлетворяются следующие соотношения:
Диск имеет непосредственный контакт с поверхностью зеркала. Этот метод согласования меньше зависит от частоты, чем метод настройки облучателя. Однако при введении диска возникает фазовая ошибка в распределении поля по раскрыву, приводящая к некоторому уменьшению коэффициента направленного действия антенны и увеличению уровня боковых лепестков.
В параболических антеннах со смещенным облучателем последний помещается в фокусе параболоида, по направление максимума его излучения смещается по отношению к оси параболоида. Нижняя часть параболоида удаляется (см. §6.4).
Зеркало антенны может быть изготовлено из сплошного листового материала, проволочной сетки, металлической решетки, перфорированных металлических листов. Не сплошные поверхности имеют малые парусность и массу, невысокую стоимость, отличаются простотой изготовления и возможностью получения зеркальных поверхностей различных форм. Однако при этом имеет место утечка энергии, что приводит к снижению коэффициента полезного действия антенны и увеличению уровня боковых лепестков. Значения коэффициента, учитывающего утечку энергии через зеркало антенны η3, близкие к единице, обеспечиваются при размерах ячеек lя < 0,1λ. В процессе эксплуатации РЛС в зимнее время возможно образование льда на поверхности зеркала. Обледенение влияет двояким образом на электрические характеристики отражающей сетчатой поверхности. С одной стороны, лёд, заполняющий промежутки между проводами сетки, можно рассматривать как диэлектрик. Диэлектрик, окружающий провода, вызывает укорочение длины волны колебаний, падающих на сетку. Кажущееся относительное увеличение расстояния между проводами обусловливает снижение КПД антенны. С другой стороны, наличие льда увеличивает общую отражающую поверхность, вследствие чего КПД антенны увеличивается. В связи с этим может произойти снижение или повышение КПД антенны в зависимости от преобладания того или иного явления. В неблагоприятных условиях даже сильно отражающие сетки могут почти полностью потерять свои отражающие свойства. На рис. 9.3 (в качестве примера) приведены зависимости коэффициента η3 для сетки, состоящей из параллельных проводов, покрытых льдом, от радиуса частиц льда. Они показывают, что коэффициент полезного действия, учитывающий утечку энергии через зеркало антенны, может значительно уменьшиться за счёт диэлектрических свойств льда. При дальнейшем увеличении количества льда начинают преобладать отражающие свойства и числовое значение коэффициента η3 начинает увеличиваться (эта часть кривых не показана). Для исключения влияния метеоусловий на работу РЛС антенную систему необходимо помещать в обтекатели.
Потери в обтекателях и настоящей время составляют 0,5 ... 1 дБ. Рис. 9.3. Влияние обледенения
Числовое значение коэффициента η4 зависит от степени совпадения зеркала на КПД антенны
реальной и идеальной геометрии конструкции антенны. (λ = 10 см)
На практике профиль зеркала может отличаться от параболической формы вследствие случайных или систематических ошибок при производстве или из-за механической деформации зеркала в ходе эксплуатации РЛС. Кроме того, облучатель может быть смещен относительно фокуса. Комбинация всех этих факторов создает фазовые ошибки в распределении поля по раскрыву антенны. При малых фазовых ошибках для расчета можно использовать соотношение
(9.2)
где — средний квадрат фазовой ошибки.
Формула (9.2) показывает, что потери в антенне за счёт рассматриваемого фактора составляют не более 1 дБ, если среднее квадратическое значение фазовой ошибки не превышает 0,45 рад. Для неглубоких зеркал это соответствует неровности поверхности, не превышающей λ/28 [12].
Максимальное смещение облучателя d0 вдоль фокальной оси должно удовлетворять условию
Где ψ0 — угловой размер раскрыва антенны относительно фокуса.
Допуск на смещение облучателя перпендикулярно оси антенны
Где lант — размер раскрыва антенны.
При этом антенный луч смещается практически без искажений в сторону от оси антенны на угол
Коэффициент, учитывающий наличие омических потерь в антенне η5, определяется соотношением
Где R∑ — сопротивление излучения антенны;
Rп — сопротивление потерь антенны (разность между полным сопротивлением антенны и сопротивлением излучения).
Числовое значение коэффициента η5 — 0,9 ... 0,95. Результирующее значение коэффициента потерь в приёмной антенне, обусловленное всеми перечисленными выше факторами, для современных зеркальных антенн составляет 2 ... 5 дБ. Первая цифра относится к параболическим антеннам с облучателем, расположенным в фокусе, вторая — к антеннам со сложной системой облучателей и к антеннам с зеркалом двойной кривизны.
9.3. ПОТЕРИ В ТРАКТЕ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ НА ПРИЕМ
9.3.1. Обобщенная структурная схема тракта высокой частоты импульсной РЛС
В тракте высокой частоты (рис. 9.4) высокочастотная энергия передается от антенны к приемнику или от передатчика к антенне при помощи линии передачи (ЛП). Отрезки линий передачи могут использоваться также в качестве резонаторов, фильтров, устройств согласования сопротивлений, элементов измерительных систем.
Рис. 9.4. Структурная схема тракта высокой частоты
В РЛС в зависимости от диапазона волн применяются волноводные, коаксиальные или полосковые линии передачи.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.