Апертурные антенны.

Большинство апертурных антенн имеют плоский излучающий раскрыв (пусть он находится в плоскости xOy). Излучение таких антенн можно рассматривать как излучение отверстия S в бесконечном экране. Отверстие возбуждается падающей снизу плоской волной. Значения векторов в плоскости отверстия известны.

Согласно принципу Гюйгенса-Френеля, поле в точке M определяется по формуле Кирхгофа:

(6.1)

В формулах (6.1) характеризует диаграмму направленности элементов Гюйгенса. — амплитудно-фазовое распределение поля в раскрыве:

Множитель экспоненты под интегралом в формуле учитывает разность фаз лучей, пришедших в точку M от двух точек, одна из которых расположена в начале координат, а вторая – произвольным образом. Направленные свойства будут характеризоваться интегралом в выражении. Множитель можно приближенно принять равным 1 (при анализе направленных свойств в малом угле). Тогда диаграмма направленности такого раскрыва может быть представлена в виде:

(6.2)

Для определения диаграммы направленности обычно используются 2 взаимно перпендикулярные скорости E и H. Из выражения следует, что диаграмма направленности плоского раскрыва в плоскости E будет выглядеть:

А в плоскости H:

(6.3)

Из формул следует, что на параметры диаграммы направленности плоского раскрыва значительное влияние оказывают амплитудное и фазовое распределения поля по раскрыву.

Тема: Влияние амплитудного и фазового распределений на параметры дн антенны.

Для прямоугольного раскрыва ДН в плоскости Е запишется в виде:

,

(6.4),

а, в – размеры раскрыва.

Рассмотрим два случая:

1. 

(6.5a),

(6.5в).

2. ,

,

(6.6).

.

Из формул (2) и (3) следует, что ДН площадки будет зависеть от вида амплитудного распределения по ней. Аналогичные формулы получатся и для круглой площадки.

Объединяя эти выражения, можно записать таблицу:

Тип площадки	Распределение поля	ДН	Ширина ДН	УБЛ		КИП,
				%	дБ
прямоугольная			51 ̊	21	-13,5	1
прямоугольная			68 ̊	7	-23,1	0,81
круглая			60 ̊	13	-17,6	1
круглая			73 ̊	6	-24,6	0,75
круглая			84 ̊	3	-30,6	0,56

Из таблицы следует, что к спадающим краям амплитудного распределения увеличивают ширину главного лепестка ДН и уменьшают уровень боковых лепестков.

Наоборот, возрастающее к краям амплитудное распределение приводит к уменьшению ширины ДН и возрастанию боковых лепестков.

,

коэффициент использования поверхности,

max ,

min