Расчёт однозеркальной параболической антенны. Электрический и конструктивный расчёт пирамидального рупорного излучателя, страница 3

λ – длина волны  

λ =  м

φ=40° - угол раскрыва    2φо ≈ 80°

bp = ap · 0,727 = 0,125 · 0,727 = 0,091 м

В процессе движения волны в пирамидальном рупоре фронт преобразуется из плоского в сферический. Фазовый центр F полученных волн находится в точке пересечения расширяющихся сторон рупора. На рисунке 2.2 изображён раскрыв пирамидального рупора.

 

                                          2φo

                   F                                                                             ар 

 

LR

 

Рисунок 2.2. Пирамидальный рупор.

Поля в раскрыве, вследствие изменения формы фронта волны становятся несинфазными, это снижает направленные свойства антенны. Если принять фазу поля в центре раскрыва за 0, то в точке Х фаза поля будет равна:

φх = k(r – R) ≈ π·x² / λ·R = 3,14· 0,062² / 0,029 · 0,171 = 2,4971° где х = ар/2 =0,125/2 = 0,062

КБВ на центральной частоте рассчитываем по формулам:

КБВ = (1 - |Р| / 1 + |Р|)

|Р| =  - модуль коэффициента отражения от конца прямоугольного рупора.  

λв = λ / м

|Р| =

КБВ =  

Найдём КБВ на крайних частотах. Так как 2∆f/fo = 8%, то fн =10,08 ГГц и fв = 10,92 ГГц.

 м

 м

|РВ|= м

КБВВ =

 м

|Рн| = (1-λн / λнн) / (1+λн / λнн) = (1-0,03 / 0,02998) / (1+0,03 / 0,02998) = 0,00353

КБВн =  

3.  Диаграмма направленности пирамидального рупора.

При расчёте диаграммы направленности рупорного облучателя исходят из предположения, что амплитудное распределение поля в раскрыве рупора принимается таким же как в питающем его волноводе, т.е. соответствует волне Н10. Это означает, что в плоскости Н амплитуда изменяется по косинусу при удалении от центра рупора, а в плоскости Е амплитуда остаётся неизменной. При этом предполагается, что в раскрыве синфазно.

В этом случае диаграмма направленности в плоскости Н имеет вид:

 

Произведём расчёт и данные сведём в таблицу 3.1. На рисунке 3.1 представлена диаграмма направленности рупорного облучателя в плоскости Н. На рисунке 3.2 представлена диаграмма направленности рупорного облучателя в полярных координатах в плоскости Н.  

Таблица 3.1. Расчёт диаграммы направленности рупорного облучателя в плоскости Н.

θ°	FH(θ)
0	1
10	0,554
20	0,002375
30	-0,043
40	0,024
50	0,008738
60	-0,01
70	-0,009572
80	-0,004698
90	-0,002682
100	-0,003308
110	-0,004693
120	-0,003448
130	0,0019
140	0,003152
150	-0,003105
160	0,0007384
170	0,004237
180	0

                

Рисунок 3.1. Диаграмма направленности рупорного облучателя в плоскости Н.

Рисунок 3.2. Диаграмма направленности рупорного облучателя в полярных координатах в  

в плоскости Н.

В плоскости Е диаграмма имеет вид:

Произведём расчёт и данные сведём в таблицу 3.2. На рисунке 3.3 представлена диаграмма направленности рупорного излучателя в плоскости Е. На рисунке 3.4 представлена диаграмма направленности рупорного излучателя в полярных координатах в плоскости Е.