Другие предметы \ Антенно-фидерные устройства

Рупорная антенна радиорелейной станции, страница 2

расходится в пределах широкого телесного угла. Угол Ф_о при котором ширина диаграммы направленности рупора данной длины получается наиболее острой, называется Р Рис.231 Форма ДН рупора при

оптимальным углом раскрыва Ф_опт.Соответствующий рупор, различных углах раскрыва.

имеющий максимальный к. н. д. при данной длине r₀.

называется также оптимальным.

Оптимальный угол раскрыва соответствует разнести фаз полей, распространяющихся вдоль стороны R и по оси r₀. равной п/2 в плоскости Е и 3п/2в плоскости Н [Л. 5]. '

Как следует из рис. 5.V, оптимальный угол раскрыва уменьшается по мере удлинения рупора.

Главный лепесток диаграммы направленности рупорной антенны сужается, если при неизменном угле раскрыва Фо увеличивать длину рупора, так как при этом расширяя площадь раскрыва (рис. 6.V).

При значительном удлинении рупора ширина главного лепестка диаграммы направленности между нулевыми значениями ее 2о стремится к пределу—ширине раскрыва рупора Фо. Действительно, в случае бесконечно длинного рупора электромагнитные волны возбуждаются только в части пространства, ограниченной его стенками. Как видно из графика, значительное удлинение сторон рупора невыгодно, так как оно не приводит к

существенному сужению диаграммы направленности. Кроме того, если угол Ф₀

недостаточно мал, при большой длине сторон поле в раскрыве имеет значительные сдвиги по фазе, что приводит к дополнительному искажению формы диаграммы направленности.

III. Расчетная часть.

3.1. Расчет рупорной антенны.

Исходные данные: f=10 ГГц, l=30 мм, КНД D=30дБ (1000раз). Волновод выбираем стандартный – МЭК 100, рассчитанный на частоту 10 ГГц (l=30 мм). Его размеры: а = 23 мм, b =10 мм. Толщина стенок 1.27мм. Волновод возбуждается волной Н₁₀.

Расчет производится с помощью программы RUPOR. Программа производит расчет пирамидальной рупорной антенны.

В качестве исходных данных задается ширина ДН в плоскостях Е и Н, которая рассчитывается по формулам (3.1.1) и (3.1.2)

(3.1.1)

где

(3.1.2)

Если нет специальных условий, определяющих соотношение между сторонами раскрыва L_H и L_E, можно выбрать его таким, чтобы главные лепестки в обеих плоскостях имели одинаковую ширину.

Вычисляются размеры раскрыва рупора. Из соотношения S = L_H L_E Получаем:

(3.1.3)

Определяется длина продольного сечения рупора в каждой из плоскостей

(3.1.4.)

где

, (3.1.5) (3.1.6)

Вычисляется угол раскрыва рупора

(3.1.7)

Вычисляется ширина диаграммы направленности между нулевыми направлениями главного лепестка:

(3.1.8.)

Если расчет велся не из условия получения оптимальных размеров, проверяются фазовые

искажения в раскрыве согласно уравнениям (3.1.9.):

(3.1.9.)

Определяется длина и размеры раскрыва рупора. При этом фазовые ошибки в Е-плоскости допустимая до p/2,в Н-плоскости-до 3*p/4. Проверяется условие геометрической стыковки размеров, при его нарушении происходит корректировка размеров. Осуществляется расчет ДН в Е и Н плоскостях.

После расчета получаем такие результаты:

Длина волны (мм): 30

Большая стенка волновода (мм): 23

Малая стенка волновода (мм): 10

Шиpина ДН pупоpа в Е-плоскости: 5.5