/ РПА, как видно из рис.5, состоит из питаемого волноводом //пирамидального иди конического рупора и непосредственно к нему | / присоединенного зеркала, являищегося частью параболоида враце-/ ния. Фокус параболоида совпадает с фазовда центром рупора, аа-| ходящинся в его геометрической4 вершине. В такой системе электромагнитная энергия облучателя не может пройти мимо зеркала, что обуславливает высокое защитное действие антенны. Облучатель
(рупор) не затеняет апертуру, в связи с чем обеспечивается малый уровень боковых лепестков.
В качестве апертуры, используемой для определения апертур-ным методом электрических характеристик антенны, в данном случае следует принимать проекцию вырезанной рупором части поверхности параболоида вращения на плоскость, перпендикулярную оси этого параболоида. Реакция зеркала на облучатель практически отсутствует. Отражение от конца рупора получается весьма малым, так как поперечный размер рупора имеет величину порядка (10-20 )Я. Таким образом, наиболее существенным источником отражения является горловина рупора. Однако применяя плавный, например, гиперболический переход от рупора к питающему волноводу длиной в несколько Л, можно добиться хорошего согласования(коэффициента отражения*25&) в широком диапазоне частот.'
При использовании пирамидального рупора целесообразен выбор квадратного поперечного сечения, поскольку лишь в этом случае рупор излучает сферическую волну, эффективно преобразуемую параболическим зеркалом в волну с плоским фронтом.
Конструкция РПА позволяет подсоединять питающий волновод, не изгибая его. Длина волновода может быть различной в зависимости от расположения высокочастотной приено-передающей аппаратуры.
Наряду с важными преимуществами РПА обладает все же известными недостатками, важнейшие из которых громоздкость и большой вес конструкции, а также необходимость тщательной герметизации антенны ввиду недопустимости попадания атмосферных осадков в рупор и волновод.
3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РПА
На рис.ба показана проекция РПА на плоскость XOZ (проходящую через оси параболоида вращения и рупора). На рис.66 показана проекция РПА на плоскость ХОУ (перпендикулярную оси параболоида). В приводимых ниже формулах используются обозначения, приведенные на этих рисунках.
Уравнение параболоида вращения в выбранной системе координат имеет вид
х**у'*4/г. (4)
Соответственно для проекции на ось XOZ получим аг2= <rfz ,(4a)
Коэффициент усилеТтя-антенны зависит, как это следует из формулы (I), от площади излучающей апертуры. В соответствии с вышесказанным в качестве апертуры в данном случае принимается фигура АВСД на рис. 66. Приближенно эта фигура может считаться сегментом кольца с радиусами JO и Р.
Величина Кп - коэффициента, учитывающего погрешность выполнения антенны и потери во вспомогательных элементах, может быть принята равной 0,8-0,9.
Коэффициент использования площади апертуры должен учитывать отличие распределения поля по апертуре от равноамплитудного. Амплитудное распределение зависит от первоначального распределения поля в питающем волноводе.
Если рупор возбуждается основной волной прямоугольного волновода hjq и векяор Е в рупоре перпендикулярен ребру АВ, то в апертуре возбуждается поле преимущественно вертикальной поляриI-
зации (вектор I перпендикулярен ребру АВ), причем по горизонтали амплитуда Е изменяется приблизительно по косннусоидально-му закону (нули на краях, максимум в центре), а по вертикали амплитуда монотонно убывает с ростом X по квадратичному закону.
Если вектор Ё в рупоре параллелен ребру АВ, то в апертуре возбуждается поле преимущественно горизонтальной поляризации (вектор Е параллелен ребру А6), причем по горизонтали амплитуда Е приблизительно постоянна, а по вертикали на косинусои-дальное распределение, определяемое, как и в предыдущем случае, структурой поля основной волны прямоугольного волновода, накладывается квадратичное спадание амплитуды с ростом X.
Эта весьма приближенная картина позволяет сделать вывдд, что коэффициент использования площади апертуры Ки в случае1^Вдолжен быть меньше единицы. В качестве предварительной расмЦ^И^зли-чины может быть выбрано значение Ки = 0,75. ^Ч^В^
Более точно величина коэффициента использования пло^^па-жет быть определена по кривым, приводимым в следующем раздШеГ
Другая важная характеристика антенны - диаграмма направленности - зависит как от распределения поля по апертуре, так и от формы апертуры.
При точном учете всех этих факторов можно получить для диаграммы направленности формулы, которые имеют весьма сложный вид. Для расчета по этим формулам, приводимым, например^ в работе ГI], целесообразно применение счетных машин.
Если же некоторыми из вышеупомянутых факторов пренебречь, то можно получить несложные формулы, вносящие известную погрешность, но позволяющие существенно упростить расчет.
При приближенном расчете обычно полагают, что эквивалентная апертура представляет собой прямоугольник, высота которого равна h* J§-£, , а ширина /г<& (ft'^ (длина дуги, проходящей посредине апертуры АВСД).
В случае возбуждения основной волной прямоугольного волновода как при вертикальной, так и при горизонтальной поляризации пренебрегают квадратичным спаданием поля в апертуре с ростом X, считая, что распределение поля в апертуре полностью идентично структуре поля волны hjq. Это спадание в значительной мере
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.