Особенности распространения радиоволн. Основные определения и электрические параметры антенн, страница 29

От облучающей антенны в таких случаях требуют, чтобы она обеспечивала  излучение подведенной к ней энергии только в определенных направлениях и практически не излучала в других направлениях.

Рупорные антенны очень удобны для применения в качестве облучателей, поскольку они позволяют независимо формировать диаграмму   направленности во взаимно-перпендикулярных плоскостях (Е и Н).

Рупоры, применяемые в качестве облучателей, обычно бывают небольших размеров и имеют углы раскрыва, не превышающие 20 — 30°. Оценивать направленные свойства облучателей обычно принято по углу раствора диаграмм направленности между точками с ослаблением мощности в 10 раз (10 дб).

Если размеры рупоров А и В превышают 2,5 — 3 волны, то указанные углы раствора их диаграмм в плоскости электрического вектора поля (плоскости YOZпредыдущих рисунков) могут быть найдены по приближенной формуле

θ_Е0,1Р= 88^{о .}                                                                            (34)

Аналогично для плоскости магнитного вектора (плоскости XOZтех же рисунков)

θ_Н0,1Р= 31° + 79°.                                        (35)

Для рупоров, обрамленных фланцами или содержащих в своем раскрыве различные вставки, формулы для определения углов раствора диаграмм направленности резко отличаются от приведенных формул. Этим влиянием фланцев и вставок и пользуются на практике для получения требуемых диаграмм направленности рупорных облучателей.

Различные варианты таких вставок и фланцев, применимых на практике, изображены схематически на рис. 33.

На рис. 33,а изображен открытый конец волновода, углы которого симметрично срезаны так, что широкие его стенки имеют трапецеидальную форму. Между широкими стенками открытого конца волновода вставлен металлический стержень параллельно вектору электрического поля. У облучателя такой конструкции путем подбора угла и глубины среза удается расширить диаграмму направленности в плоскости магнитного вектора (XOZ) до 320° (между точками одной десятой мощности). У обычного же волновода стандартного поперечного сечения этот угол составляет всего лишь 115—125°.

Помещение таких же стержней в раскрыве Н – плоскостного рупора (рис. 33,б), не имеющего угловых срезов, обеспечивает сужение диаграммы направленности в плоскости XOZ.

Наличие таких штырей не влияет на диаграмму направленности в перпендикулярной плоскости и, помимо указанной деформации диаграмм направленности в плоскости Н, позволяет повысить коэффициент бегущей волны в питающем волноводе.

На рис. 33, в показан волновод с фланцем, развитым ч направлении оси ОУ. Высота фланца вдоль этой оси берется равной 0,5—0,6l. Такой фланец несколько расширяет диаграмму направленности в плоскости Е (YOZ) и делает ее болееравномерной.

Металлическая полоса, введенная в раскрыв Е – плоскостирупора, как показано на рис. 33, г, в отличие от фланца сужает диаграмму направленности в плоскости  YOZ.   Это приводит к значительному рассогласованию рупора с питающим волноводом, поэтому на практике вместо введения в рупор таких ленточных «коротилок» часто предпочитаютсужать диаграмму направленности обычным способом — удлинением самого рупора.

В ряде случаев рупор при этом получается слишком длинным, что затрудняет его питание. Указанный недостаток сравнительно легко преодолевается за счет применения согнутых рупоров, подобных изображенному на рис. 34.

Облучающий рупор такого типа, но имеющий не один, а два изгиба, применен, например, в американской радиолокационной станции орудийной наводки АΝ/МРД-1 трехсантиметрового диапазона.

Для предотвращения попадания пыли и влаги внутрь pупорных облучателей последние защищают специальным кожухом из высокочастотного диэлектрика (рис. 35).

Материалом для изготовления защитных кожухов служит пенополистирол, полистирол, фторопласты и т. д. Конфигурация кожуха и толщина егостенок также оказывают влияние как на диаграмму, направленности рупора, так и на его согласование с волноводом.