Зеркальные антенны, страница 3

Знание угла y₀ и размера раскрыва позволяет найти фокусное расстояние зеркала f по формуле .

Рис.5.График зависимости ДН облучателя.

Ширина ДН в плоскости Е:

[град], Foe()=0.707.

1.5. Выбор облучателя

К облучателю предъявляются следующие требования: а) он должен реализовывать рассчитанную ДН в секторе углов  иметь минимальное излучение в не этого сектора; б) его поперечные размеры должны быть минимальными для снижения затенения раскрыва; в) облучатель должен иметь устойчивый центр, совмещаемый с фокусом параболоида вращения; г) электрическая прочность облучателя должна быть достаточной для пропускания полной рабочей мощности передатчика в импульсе без опасности пробоя; д) рабочая полоса частот облучателя должна соответствовать требуемой полосе частот антенны (и радиосистемы в целом); е) конструкция облучателя должна обеспечивать необходимую стойкость к метеоусловиям и допускать возможность герметизации всего фидерного тракта.

Распространенными конструкциями облучателей ЗА являются вибраторные, щелевые волноводно-рупорные антенны. В качестве линейных облучателей могут использоваться волноводные многощелевые решетки, секториальные рупоры и сегментно-параболические облучатели.

В данной работе выбираем секториальный рупор так как ДН формируется в одной Е – плоскости.

1.6. Проектирование облучателя

Расчет рупорной антенны сводится к расчету ее геометрических размеров: a_p, b_p – размеры раскрыва рупора; R_Е – длина рупора в плоскости Е.

Рис.6.Пирамидальный рупор.

Порядок расчета следующий. Размеры раскрыва a_p, b_p выбираем на основе найденной ранее ДН облучателя F(y) в плоскости. Для этого по графику F(y) определяем ширину ДН по уровню 0,707 (по половинной мощности). Обозначим ее . Как известно эта величина связана с размерами a_p и b_p приближенным соотношением [град.].

Отсюда  находим размер b_p:

При выборе длины рупора R_E нужно обеспечить два условия – допустимый уровень фазовых искажений в раскрыве и правильную стыковку рупора с питающим волноводом.

Первое условие выполняется в оптимальном рупоре. Он имеет максимальный КУ при фиксированной длине и минимальных поперечных размерах a_p, b_p. Это обеспечивает минимальное затенение зеркала. Для оптимального рупора справедлива формула

                  (4)

Второе условие означает, что горловина рупора должна иметь размеры питающего волновода a и b.

           (5)

Длину рупора определяем следующим образом. С начало находим размеры a и b волновода по заданной длине волны из таблиц стандартных сечений. Размеры волновода выбираются из условия распространения только волны основного типа (H₁₀). Это и будут размеры горловины рупора. Затем, заменив в (4) неравенство равенством определяем длину рупора в плоскости E. Отметим, что найденные размеры рупора должны обеспечивать допустимую величину квадратичных фазовых ошибок Ф^E в раскрыве рупора: