Исследование электрических характеристик параболической антенны: Методические указания к практическому занятию, страница 2

Количественно, влияние фокусного расстояния и ДН облучателя определяется посредством величины, называемой коэффициентом использования поверхности зеркала (КИП). С учетом КИП коэффициент направленного действия параболической антенны определяется по формуле:

,                   ,                                                        (2) где                                    

S- площадь раскрыва зеркала,

_{рез    -} результирующий коэффициент использования раскрыва,

 -апертурный коэффициент раскрыва, который зависит от распределения амплитуды поля в раскрыве,

- коэффициент перехвата, который показывает долю мощности, излучаемой облучателем, падающую на зеркало. Коэффициент перехвата зависит от фокусного расстояния и от ДН облучателя.

С ростом фокусного расстояния  увеличивается (поле в раскрыве распределено более равномерно), а уменьшается, т.к. уменьшается доля мощности облучателя, падающая на зеркало. Коэффициент перехвата также уменьшается  с увеличением ширины ДН облучателя (рис. 4). Таким образом, для получения максимального коэффициента направленного действия необходимо установить требуемое соотношение фокусного расстояния зеркала и ДН облучателя. Теоретически показано, что в случае, когда ДН облучателя описывается функцией вида

,                                                     (3)

максимальный КНД параболической антенны достигается в том случае, когда амплитуда поля, создаваемого облучателем на краю зеркала, составляет 0,316 (-10 дБ) относительно амплитуды поля у его вершины (в центре). Следует отметить, что часто реальные ДН облучателя хорошо аппроксимируются формулой (2).     

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. От чего зависит коэффициент использования поверхности раскрыва  параболической антенны?

2.От чего зависит коэффициент направленного действия (КНД) параболической антенны?

3. Как влияет фокусное расстояние зеркала на диаграмму направленности антенны?

4. Как влияет диаграмма направленности облучателя на коэффициент неправленого действия антенны?

ЛИТЕРАТУРА

1.  Г.И. Кочержевский.  Антенно-фидерные устройства.Радио и связь, 1978.

2. Г.И.  Кочержевский., Г.И. Ерохин, Н.Д. Козырев. Антенно-фидерные устройства. 1989. Радио и связь, 1989.

3. В.П.Чернышов. Антенно-фидерные устройства радиосвязи и радиовещания. Связь,1978.

3. Л.К. Андрусевич, А.А. Ищук «Антенно-фидерные устройства» СибГУТИ,2006.

4. 2. Г.З. Айзенберг, В. Г. Ямпольский, О.Н. Терешин. Антенны УКВ. ч. 1. -М.: Связь, 1977

Порядок выполнения работы

1.С помощью ярлыка на рабочем столе « Проверка антенн» вызвать из библиотеки  программ ЭВМ тему «Параболическая антенна».

2. Перед тем, как приступить к выполнению работы, необходимо ответить на предложенные программой вопросы.           

3. В случае положительной оценки после разрешения преподавателем приступить к выполнению задания, руководствуясь указаниями программы.

ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ:

1. Отношение радиуса раскрыва к длине волны  R₀ / l.

2. Отношение радиуса раскрыва к фокусному расстоянию R₀ / f₀.

3. Вид диаграммы направленности облучателя  F(φ).

4. Степень М, характеризующая ширину диаграммы направленности облучателя (чем больше  М, тем более узкая диаграмма направленности облучателя).

Задача 1

Зафиксировав отношение  R₀ / l  и  изменяя отношение R₀ / f₀, получить зависимость коэффициента направленного действия  (КНД), коэффициента использования поверхности (КИП) и амплитуды поля на краю зеркала Е_кр от фокусного расстояния, а также уровень первого бокового лепестка Е_1б.

Результаты наблюдений занести в таблицу 1.

ТАБЛИЦА 1

 

R₀/f

 

КНД        

 

КИП

 

   Е_кр

 

Е_1б

 

На основании таблицы 1 построить графики зависимостей   КНД=j((R₀/f),  КИП=j( R₀/f), Е_кр=j( ), Е_1б().

Задача 2

Изменяя ширину диаграммы направленности облучателя (изменяя М) и зафиксировав все  остальные исходные данные, исследовать изменения КНД, КИП и амплитуды поля на  краю  Е_кр зеркала.

Результаты наблюдений занести в таблицу 2.  

ТАБЛИЦА 2

                 

М

 

КНД

 

КИП

 

Е_кр

 

На основании таблицы 2 построить графики зависимостей  КНД=j(М),   КИП=j(М), Е_кр=j(М).

Задача 3

Изменяя отношение R₀ / l  и зафиксировав остальные исходные данные, получить зависимость КНД, КИП, ширины главного лепестка j₀  и амплитуды поля на краю зеркала Е_кр от радиуса раскрыва R₀.

Результаты наблюдений занести в таблицу 3.

ТАБЛИЦА  3 

     R₀/l

 

КНД

 

КИП

 

Е_кр

 

     j₀⁰

 

На основании  таблицы 3  построить графики зависимостей КНД=j (R₀/l);

КИП=j (R₀/l); Е_кр=j (R₀/l), j₀=j( R₀/l).

Отчет должен содержать результаты выполненной работы с выводами по каждому пункту  проведенных исследований.