Основные электрические параметры антенн. Эффективная площадь антенны А, страница 37

Допуски на изготовление зеркальных антенн определяются допустимой погрешностью в воспроизведении необходимого амплитудно-фазового распределения поля на раскрыве, при котором основные параметры антенны искажаются незначительно. Строгая постановка этой задачи требует использования теории вероятностей и введения усредненных параметров антенны при заданной точности ее изготовления. Мы будем исходить лишь из точности воспроизведения фазового распределения поля на раскрыве зеркала, так как оно оказывает наибольшее влияние на основные параметры антенны.

Фазовое распределение поля на раскрыве  является функцией фазовой ДН облучателя, профиля зеркала и точки размещения облучателя. Для того чтобы искажения ДН антенны и снижение ее к.в.д. укладывались в допустимые пределы, суммарные фазовые

искажения на краю раскрыва не должны превосходить . Если профиль зеркала выполнен неточно (рис.21), это вызывает фазовую ошибку

Положив  , получим

Из выражения (36) видно, что наибольшей должна быть точность изготовления в центре зеркала. Здесь =0 и

Если фазовый центр облучателя смещен вдоль оси параболоида (рис.22), то это вызывает фазовую ошибку на краю по отношению к центру;

Приняв и здесь  , получим, что

Отсюда видно, что у глубоких зеркал должно быть выше, чем у мелких.

Смещение фазового центра облучателя в направлении перпендикуляра к фокальной оси для антенн с углами раскрыва   от

до  не должно превышать величины , определяемой формулой.

В случае, когда имеем депо с крупноразмерными антеннами) , неточности изготовления поверхности зеркала приводят к ограничению максимально возможных значений к.н.д. Рассмотрим этот вопрос более подробно. Если поверхность параболоида выполнена с максимальной абсолютной погрешностью  (рис.23), то среднеквадратическое отклонение б для используемых на практике зеркал можно принять равным   . При этом, как показано в ряде работ, к.н.д. следует рассчитывать, пользуясь выражением

где    - коэффициент использования площади раскрыва;

d=2R_n- диаметр параболоида;

 - среднеквадратическое отклонение поверхности параболоида от расчетной.

На рис.24- показаны кривые зависимости D - в децибелах от логарифма отношения - при различных относительных точностях  изготовления. Из графиков, видно, что увеличение диаметра

при заданной относительной точности изготовления поверхности зеркала d без повышения относительной точности изготовления  может в ряде случаев привести не к увеличению, а к снижению D. В настоящее время при самой совершенной технологии производства зеркальных антенн достигнута относительная точность = 2*10^-5 . Это делает возможным строить антенны с максимальными значениями к.н.д. порядка 75 дб. Для дальнейшего повышения к.н.д. следует увеличивать относительную точность изготовления поверхности зеркал и обеспечивать малую зависимость профиля поверхности от воздействий внешней среды (колебания температуры, влажности, давления, воздействие ветровых нагрузок и т.п.).

Тема II

АНТЕННЫ С ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ

В настоящее время в радиотехнической практике (радиолокации, радиотелеметрии, радиоуправлении, космической радиосвязи и др.) широко применяются антенны с эллиптической или вращающейся поляризацией.

При оценке параметров антенн подобного типа целесообразно ввести дополнительную характеристику, называемую поляризационным эллипсом. Поляризационный  эллипс представляет собой кривую, которую описывает в точке наблюдения конец вектора напряженности электрического поля за период высокой частоты. Так как поле в дальней зоне носит поперечный характер, то поляризационный эллипс лежит в плоскости, перпендикулярной направлению распространения электромагнитной волны. Параметрами эллипса, однозначно его определяющими, являются коэффициент эллиптичности m и угол наклона  (рис.1). Коэффициент эллиптичности представляет собой отношение малой полуоси эллипса (0А =d ) к большой его полуоси (ОВ = b):