Проектирование зеркальных антенн и устройств СВЧ, страница 9

где η = η_фид η_з η_а η_т,    η_фид – КПД фидерного тракта (был рассчитан в предыдущем пункте); η_з – КПД зеркала (для оценки полагают η_з=0.95); η_а  - КПД апертуры, определяемый как отношение мощности излучения, падающей на поверхность зеркала Р_Σзерк к полной мощности излучения облучателя Р_Σ . Так как в нашем случае ДН облучателя не является осесимметричной, то величину η_а находят для главных плоскостей по формулам (15) с последующим перемножением результатов:

.                                (15)

.

Множитель η_т учитывает затенение части зеркала облучателем:

,

где S_т – площадь затенения (площадь раскрыва рупора).

 , .

В итоге результирующий КПД: , а коэффициент усиления: G =21220 , G[дБ] = 10 lg G =14.84 дБ.

1.10. Расчет конструкции антенны

Профиль зеркала (рис. 20) рассчитывают по формуле:

.

Рис. 19. Определение допусков

 

Допуск Δρ(ψ) на точность изготовления профиля (рис. 21) устанавливается критерием  Релея:

.

Вершину зеркала следует изготавливать наиболее тщательно. Современная технология обычно обеспечивает точность .

Далее определяют технические допуски ΔX, ΔY, ΔZ на установку фазового центра облучателя в фокусе зеркала:

cм,см,см.

Конструкция антенны разрабатывается с учетом ее назначения и условий эксплуатации. Эскиз антенны представлен на странице 28.

Рис. 20. Профиль зеркала

Рис. 21. Допуск на точность изготовления профиля

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА СВЧ

2.1. Общие сведения о согласовании линий передач с нагрузкой

С энергетической точки зрения всегда наиболее выгодным режимом работы любой линии передачи является режим согласования, когда отсутствует волна, отраженная от нагрузки. В этом случае:

1.  КПД максимален и определяетя только коэффициентом затухания.

2.  В линии передачи рассеивается наименьшая тепловая мощность.

3.  Электрическая прочность линии передачи максимальна.

4.  Нагрузка на генератор чисто активная и не зависит от длины линии передачи, что обеспечивает лучшее использование генератора и повышает его надежность.

В большинстве случаев режим согласования может быть реализован применением специально введенного четырехполюсника, называемого согласующим устройством. При этом отраженная волна может быть устранена или путем ее поглощения, или путем компенсации ее другой отраженной волной равной амплитуды и имеющей сдвиг фазы 180° относительно волны отраженной от нагрузки. Первый метод используетя в невзаимных ферритовых устройствах. Согласующие устройства второго типа обязательно имеют реактивные элементы. Согласующее устройство в любом случае необходимо устанавливать как можно ближе к нагрузке, чтобы отрезок линии передачи, в котором сохраняется отраженная волна, был как можно короче. При этом достигается наибольшая полоса частот, в пределах которой сохраняется согласование. Основным критерием согласования является характеристика согласования – зависимость модуля коэффициента отражения  (или КСВ) от частоты, на которой всегда можно показать полосу согласования.