Параболическая зеркальная антенна. Принцип действия зеркальной антенны. Облучатели зеркальных антенн. Расчет параметров антенны, страница 2

Облучатель является важнейшим элементом зеркальной антенны, существенно влияющим на ее характеристики. Облучатели представляют собой простейшие антенны. Они должны отвечать определенным требованиям: обладать однонаправленным излучением, обеспечивать по возможности равномерное облучение зеркала, иметь минимальный теневой эффект.

2.  Практическая часть

2.1. Исходные данные

·  Рабочая частота,

·  Коэффициент усиления антенны,

·  Допустимый уровень первых боковых лепестков,

·  КПД,   

·  Коэффициент использования поверхности,

·  Угол раскрыва зеркала,                     

Расчет электромагнитного поля излучения будет производится апертурным методом. Этот метод состоит в том, что первоначально находится поле в раскрыве зеркала, а затем, путем использования принципа эквивалентных токов, находится поле излучения, создаваемое этим раскрывом.

2.2. Расчет параметров антенны

Расчет коэффициент усиления антенны.

Расчет коэффициента направленного действия антенны.

Расчет рабочей длины волны.

Расчет площади раскрыва зеркала.

Расчет радиуса и диаметра раскрыва.

Расчет фокусного расстояния

2.3. Расчет профиля зеркала

Уравнение поверхности параболоида имеет вид

Формула, по которой производится расчет профиля зеркала, результаты расчета вносим в табл.1.

Таблица 1.

X(-R)	-0,503	-0,45	-0,4	-0,35	-0,3	-0,25	-0,2	-0,15	-0,1	-0,05	0
x(R)	0,503	0,45	0,4	0,35	0,3	0,25	0,2	0,15	0,1	0,05	0
z(x)	0,145	0,116	0,092	0,070	0,052	0,036	0,023	0,013	0,006	0,001	0,000

Рис. 4. Парабола , где .

2.4. Расчет облучателя

Облучатель представляет собой прямоугольный волновод с рупорным облучателем. Такие облучатели наиболее просты по изготовлению, обладают большим диапазонном и легкостью получения нужной ширины диаграммы направленности в обеих плоскостях.

1)  однонаправленное излучение

2)  получение максимального КНД

3)  равномерного по возможности излучения

4)  минимальный теневой эффект

Волновод выбираем из условия оптимального выбора:

, где a- размер широкой стенки волновода

, где b- размер узкой стенки волновода.

Получаем

 ; .

В соответствии с этими условиями и учетом исходных данных, в частности, задана рабочая частота,  выбираем стандартный волновод      МЭК – 58, характеристики которого приведены в табл.2.

Таблица 2.

Размеры раскрыва рупора а_р и b_рвыбираются, исходя из того, чтобы обеспечить необходимый КНД. Из формулы для нахождения коэффициента направленного действия, выражаем площадь раскрыва антенны. Выбираем КНД рупора равным 10 дБ.

Нам необходимо получить осесимметричную ДН, для такого условия соотношение размеров раскрыва выражается следующим образом

Из найденной площади раскрыва получаем

Найдем длину рупора в плоскости Е

Найдем длину рупора в плоскости Н

Построим ДН облучателя

Формула ДН облучателя в горизонтальной (Н) плоскости