Расчет антенны, предназначенной для радиотелескопа, страница 6

Подставив вычисленные значения, можем построить график ДН облучателя в Е-плоскости (рис.3.4).

Рис. 3.4 Требуемая и реальная ДН облучателя в Е - плоскости

На рис.3.4 сплошной линии соответствует требуемая ДН, а пунктирной – реальная ДН. Штрихпунктирная линия на графике показывает процентное отличие ДН, уменьшенное в 10 раз. Функция ДН была пронормирована на F_pmax=F_p(0), и она не учитывает присутствие квадратичных фазовых искажений в раскрыве оптимального рупора.

Для Н - плоскости:

,          (14)

где . Аналогичный график ДН в Н - плоскости приведен на рис. 3.5. По полученным графикам видно, что процентное отличие реальной ДН от требуемой ДН облучателя в обеих плоскостях не превышает 7%, а следовательно и полученные размеры облучателя, т.е. рупора, можно принять оптимальными. Теперь определим положение фазовых центров рупора в главных плоскостях (см. рис. 3.3):

,  .    (15)

В результате вычисления получим: см и см. В виду того, что  и  сильно отличаются, поэтому и фазовые центры в главных плоскостях не совпадают.

Расстояние между фазовыми центрами должно удовлетворять допуску на смещение фазового центра облучателя из фокуса зеркала вдоль его оси. Для этого необходимо, чтобы выполнялось условие:

.                             (16)

Подставим сюда значения, получим: , т.е данное условие выполняется.

Рис. 3.5 Требуемая и реальная ДН облучателя в Н – плоскости

4 Расчет реального распределения поля и ДН зеркала

Данный расчет проводится для сравнения реального  и требуемого  распределений поля в раскрыве зеркала также в двух плоскостях. Для параболоида вращения (усеченного параболоида) с реальной нормированной ДН облучателя  справедливо:  (с точностью до постоянного множителя). После нормировки на максимум  получим расчетную формулу:

.                          (17)

Здесь величина  определятся углом  по формуле (4'). Графики реальных  и требуемых  распределений поля в раскрыве зеркала приведены на рис. 4.1 и 4.2.

Рис. 4.1 Требуемое и реальное распределение поля в Е - плоскости

Рис. 4.2 Требуемое и реальное распределение поля в Н - плоскости

На рис. 4.1 и 4.2 сплошная линия соответствует требуемому распределению поля, а пунктирная – реальному. Штрихпунктирная линия на графике показывает процентное отличие распределений поля, уменьшенное в 10 раз. Отличие составляет меньше семи процентов, т.е. допустимо.

Теперь рассчитаем ДН антенны  в главных плоскостях пользуясь формулами из табл.1 [5, стр.28]. Вид формулы для расчета ДН антенны зависит от выбранной нами (см. п. 1) функции распределения поля в раскрыве зеркала.