Разработка антенно-фидерного устройства (рупорно-линзовой антенны), страница 2

где c- скорость света. Зная КНД можем рассчитать площадь раскрыва прямоугольного рупора

А также  S=Le*Lh , где Le и Lh – ширина раскрыва рупора в E и H плоскостях соответственно. Для того чтобы ширина диаграммы направленности в обеих плоскостях оставалась одинаковой зададимся соотношением Lh=1.5*Le . Таким образом, получилась система из двух уравнений с двумя неизвестными :

Решая эту систему, получаем :

Le=1,113 (м);

Lh=1,669 (м).

Учитывая то, что для рупорно-линзовой антенны сам рупор должен быть коротким, зададимся его длинами в E и H плоскостях

Рассчитаем углы раскрыва в E и H плоскостях

3.2   Расчет профиля линзы.

При установке линзы в раскрыв рупора происходит трансформация сферического фронта волны в плоский, при этом широкая диаграмма направленности преобразуется в узкую. Кроме того, профиль линзы должен удовлетворять условию трансформации сферического фронта волны в плоский. Для этого время распространения фазы любого луча от фокуса до плоскости раскрыва линзы должно быть одинаковым.

Исходя из известных данных проведем расчеты

KBV=0.8;

Le=1,113 (м);

Lh=1,669 (м);

Коэффициент отражения от линзы

;

Показатель преломления линзы

;

Фокусное расстояние линзы в нашем случае совпадает с длиной раскрыва рупора

F=Re=Rh=2,006 (м);

Толщина линзы для плоскости E рассчитывается по формуле

Толщина линзы для плоскости H рассчитывается по формуле

Преломляющая поверхность диэлектрической линзы имеет гиперболическую форму и описывается уранением :

На рисунке 2 показан профиль линзы в плоскости H, а на рисунке 3 в плоскости E.

Рисунок 2


Рисунок 3

Таким образом, с учетом ширины линзы общая ширина антенны (рисунок 4) составит :

L=F+Dh=2,006+0,534=2,54 (м).

 

Рисунок 4

4.  Расчет диаграммы направленности в плоскостях Eи H, коэффициента направленного действия.

Так как у нас линза является синфазной поверхностью, то диаграмма направленности будет описываться формулами :

Е – плоскость :

Н – плоскость :

В этих формулах отсутствует элемент Гюйгенса, так как размеры линзы много больше длины волны. Нужно пронормировать эти диаграммы направленности, т.е. нужно каждое значение f(q) разделить на максимальное из значений f(q), аналогично и для f(f) :