Наряду с отклонением главного максимума происходят также и искажения ДН антенны вследствие нарушения линейного закона изменения фазы поля на раскрыве: возрастает уровень боковых лепестков и расширяется главный лепесток.
Для используемых на практике зеркал можно считать искажения ДН незначительными, если вынос облучателя AJC таков, что он вызывает отклонение главного максимума ДН, не превышающее ширину ДН на уровне половинной мощности, т.е. α ≤ 2θ0,5.
Если фазовый центр облучателя совмещен с фокусом параболоида, то фронт волны совпадает с раскрывом, а направление главного максимума ДН соответствует направлению оси 0Z.
При выносе фазового центра облучателя на Δх (в точку F1 ) из фокуса происходит поворот фронта волны: лучи, приходящие к верхнему краю зеркала, теперь за время, необходимое для прохождения из фокуса до раскрыва, успевают не только дойти до зеркала, но после отражения от него пройти еще некоторое дополнительное расстояние. Лучи в центральной части по-прежнему успевают за то же время лишь дойти до раскрыва, а в нижней части они даже не доходят до раскрыва. В результате вышеизложенного фронт волны наклоняется, а ДН антенны отклоняется вниз на некоторый угол α.
При малом выносе Δх угол поворота главного лепестка невелик, поэтому справедливо выражение:
(22)
Описанное явление отклонения ДН за счет выноса облучателя широко используется на практике. Если вынесенный из фокуса облучатель вращать вокруг фокальной оси, то будет вращаться также и ДН антенны, образуя равносигнальную зону в направлении оси параболоида. Это позволяет определять угловые координаты объекта и осуществлять его автоматическое сопровождение.
Для решения аналогичных задач в моноимпульсных станциях вместо одного вращающегося облучателя используют четыре вынесенных неподвижных облучателя (по два в каждой плоскости). Как правило, вынос облучателя осуществляют на такое расстояние Δх, при котором уровень излучения в направлении фокальной оси соответствовал бы уровню половинной мощности.
На сантиметровых волнах широко применяются антенны в виде электромагнитных рупоров. Рупоры используются как для облучения остронаправленных зеркальных и линзовых антенн с большим раскрывом, так и в качестве самостоятельных антенных устройств [4].
Рупорная антенна представляет собой отрезок волновода с плавно увеличивающимся сечением. При расширении обеих пар стенок волновода прямоугольного сечения получается пирамидальный рупор.
При оценке направленных свойств рупоров необходимо учесть фазовые искажения на краях раскрыва, возникающие из-за различия в длине путей распространения волны от вершины рупора до центра и до краёв раскрыва. Для рупоров с небольшой высотой и большим раскрывом эти фазовые ошибки могут быть весьма существенными.
Исследования [5, стр. 169] показывают, что при постоянной высоте рупора
наибольшая направленность для рупоров заданной длины и ширины получается при
углах раствора рупора, соответствующих фазовым ошибкам на краях рупора, равным:
|
в плоскости Н
в плоскости Е
Рупоры с такими значениями максимальных фазовых ошибок получили наименование “оптимальных”.
В рупорах максимальная
фазовая ошибка, равная разности электрических длин центрального и крайнего
лучей, будет, очевидно, 
, где
,
(24)
где L – длина (высота) рупора, т.е. расстояние от его вершины до плоскости раскрыва;
l – длина боковых стенок рупора (или наклонная длина рупора), т.е. расстояние вдоль стенки рупора от его вершины до края раскрыва;
Ф0 – угол раскрыва рупора, образованный его боковыми стенками;
Из (23) и (24) получаются следующие соотношения,
определяющие геометрические размеры оптимальных рупоров,
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.