Проектирование зеркальных антенн и устройств СВЧ, страница 4

Знание угла  и размера раскрыва позволяет найти фкусное расстояние зеркала по формуле:

,  f = 186.8 см.

Так как фокусное расстояние параболоида вращения (или усеченного параболоида) в другой плоскости должно быть таким же, то угол раскрыва в другой плоскости  определяется автоматически через f  и размер b в этой плоскости. Поскольку , то , .

Далее, используя формулы (3) и (6) легко рассчитать ДН облучателя в плоскостях Е и Н соответственно:

, где ;

, где .

Рис. 7. ДН облучателя в плоскости Е

Рис. 8. ДН облучателя в плоскости Н

Из рис. 7 и рис. 8 легко определить ширину ДН облучателя в главных плоскостях:  и .

1.5. Выбор облучателя

К облучателю обычно предъявляются следующие требования:

а) он должен реализовывать рассчитанную ДН в секторе углов      │y │ £ y₀ и иметь минимальное излучение вне этого сектора;

 б) его поперечные размеры должны быть минимальными для снижения затенения раскрыва;

 в) облучатель должен иметь устойчивый фазовый центр в двух плоскостях, совмещаемый с фокусом параболоида вращения (усеченного параболоида вращения);

г) электрическая прочность облучателя должна быть достаточной для пропускания полной рабочей мощности передатчика без опасности пробоя;

д) рабочая полоса частот облучателя должна соответствовать требуемой полосе частот антенны (радиосистемы в целом);

е) конструкция облучателя должна обеспечивать необходимую стойкость к метеоусловиям и допускать возможность герметизации всего фидерного тракта (как правило, облучатель закрывают электрически прозрачным кожухом-обтекателем).

Наиболее широкое применение в современных зеркальных антеннах нашли волноводно-рупорные облучатели, в частности, с прямоугольной формой раскрыва (пирамидальные рупоры). Изменяя размеры рупора, можно в широких пределах изменять его ДН в Е и Н плоскостях независимо друг от друга. Это позволяет реализовать практически любое амплитудное распределение поля в раскрыве зеркала.

1.6. Проектирование рупорного облучателя

Рассмотрим расчет облучателя  в виде  пирамидальной  рупорной антенны (рис.9 ):

 

Рис. 9. Пирамидальный рупор

 На рисунке обозначено: a, b – размеры прямоугольного волновода, a_p, b_p – размеры раскрыва рупора. Длину рупора описывают два размера: h – расстояние от центра раскрыва O до горловины рупора, одинаковое в плоскостях Е и Н; R_E,H – длины рупора в плоскостях Е и Н (расстояния от центра раскрыва до точек О_E , О_H , в которых сходятся ребра грани рупора в плоскостях Е и Н).