Исследование рупорных антенн

Министерство Российской Федерации

по связи и информатизации

Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики

Л.К. Андрусевич

ИССЛЕДОВАНИЕ РУПОРНЫХ АНТЕНН

Методические указания к лабораторной работе

Новосибирск, 2002

УДК 621. 372. 852. 1

К.т.н., доцент Леонид Константинович Андрусевич

В методических указаниях даны рекомендации по экспериментальному исследованию электрических характеристик и направленных свойств рупорных антенн. Приводятся краткие теоретические сведения по тематики лабораторной работы и прилагается индивидуальное задание для предварительного расчета.

Для специальностей 200100, 200700, 200800

Кафедра ПЭ

Иллюстраций -   9, таблиц -  3  , список литературы -  3 названия  

Рецензент

Утверждено редакционно – издательским советом СибГУТИ в качестве методических указаний

                                                                           @ Сибирский государственный                                                                                         

университет телекоммуникаций

и информатики, 2002 г.

Цель работы: 1. Изучение влияния размеров рупорных антенн на  коэффициент усиления и их диаграммы направленности.

                         2. Знакомство со способом измерения коэффициента усиления антенн методом сравнения (замещения).

1 Основные теоретические сведения

1.1  Направленные свойства рупорных антенн

В диапазоне сантиметровых волн широкое применение находят рупорные антенны. Чаще всего эти антенны используются в качестве облучателей более сложных антенн, таких как рупорно-параболические, рупорно-линзовые и зеркальные антенны. Рупорные антенны конструктивно просты и работают в широком диапазоне частот.

Рупорные антенны представляют собой волновод с плавно увеличивающимися размерами поперечного сечения. В зависимости от формы раскрыва рупоры бывают прямоугольные или конические.

Применяются два типа прямоугольных рупоров: секториальные и пирамидальные (рис.1). Секториальными называются рупоры, у которых расширяется только одна пара стенок. В зависимости от того, в какой плоскости происходит расширение, различают Е-секториальные (рис.1а) и Н-секториальные (рис.1б) рупоры. Если расширение происходит одновременно в плоскости Е и в плоскости Н, то рупор называется пирамидальным  (рис.1в).

Рисунок 1 – Типы рупорных антенн

Рупоры круглого сечения обычно расширяются равномерно во всех направлениях. Такие рупоры называются коническими (рис. 1г). В данной работе исследуются рупоры с прямоугольным раскрывом.

При анализе направленных свойств рупорных антенн можно считать, что излучение происходит только с поверхности раскрыва рупора (апертуры). В действительности, выходящая из волновода волна дифрагирует на краях раскрыва и наводит токи на наружной поверхности стенок рупора. Однако практически без больших погрешностей излучением за счет этих токов можно пренебречь. Причем, как следует из законов геометрической оптики, погрешность будет тем меньше, чем больше размеры раскрыва по отношению к длине волны.

Поверхность раскрыва рупора можно представить как плоскостную решетку, состоящую из элементов Гюйгенса. В этом случае формулу для диаграммы направленности в плоскостях Е и Н можно записать в следующем виде:

                                                                        (1)