Управление положением дн в за.

На практике часто требуется изменять положение ДН антенны в пространстве. Для смещения ДН, кроме поворота всей антенны, стремятся использовать перемещение какого-либо элемента антенны, обладающего меньшим весом и габаритами. В параболических антеннах качение ДН можно получить, смещая облучатель из фокуса в направлении, перпендикулярном оси параболоида.

Главный лепесток ДН при этом будет отклоняться в сторону, противоположную смещению облучателя, примерно на такой же угол. Смещение облучателя из фокуса приводит к изменению распределения поля по раскрыву зеркала, причем основная роль играет изменение фазового распределения. При смещении облучателя на величину m фронт волны в раскрыве неглубоких зеркал незначительно отличается от плоского, причем он наклонен по отношению к плоскости раскрыва на угол β:

где α – угол между осью зеркала и направлением в точку расположения облучателя из вершины параболоида.

При небольших смещениях направление максимума ДН отклоняется от оси зеркала на угол, практически равный β. При больших смещениях облучателя фронт волны в раскрыве уже значительно отличается от плоского, что приводит к расширению главного лепестка ДН, искажению его формы (он становится несимметричным), увеличению уровня боковых лепестков со стороны, противоположной направлению отклонения ДН. Эти изменения вызываются кубической фазовой ошибкой, которая при больших смещениях облучателя становится значительной. Максимальное отклонение ДН в одну сторону за счет смещения облучателя без заметного увеличения уровня боковых лепестков и снижения КНД для мелких зеркал определяется выражением:

Все изменения ДН при смещении облучателя зависят и от амплитудного распределения по раскрыву. Чем равномернее АР, тем сильнее при прочих равных условиях проявляются все эффекты, связанные со смещением облучателя.

Порядок расчета зеркальной антенны.

Исходные данные: длина волны, коэффициент усиления (или , УБЛ, мощность передатчика.

1. Определяется D₃.

2. Далее выбирается облучатель. Из ШДН облучателя по уровню 0,1 выбирается . Составляется система:

(8.4)

Для точки 1:

(8.5)

3. Совестно решая системы определяем f и t. Либо по-другому: задаемся f и определяем t.

4. По выражению (8.4б) считается профиль параболоида (зеркала).

5. Зная ДН облучателя, считается амплитудное распределение в раскрыве.

6. Аппроксимация амплитудного распределения известной функцией.

7. Расчет ДН и определение УБЛ.

8. Если результат не удовлетворяет заданию, соответствующим образом изменяем и повторяем пункты 2) – 8)

9. Рассчитываются допуски: на точность изготовления зеркала, на точность установки облучателя в фокусе.

10. Проверяется антенна на электрический и тепловой пробой при заданной мощности передатчика.

Уменьшение воздействия отраженной волны на облучатель.

Отраженная от центральной части зеркала волна попадает в облучатель и тем самым уменьшает КБВ в фидерном тракте. Из-за этого применяют меры, уменьшающие интенсивность волны, попадающей в облучатель. Используют следующие способы:

1. Установка компенсирующей пластины у вершины зеркала:

Как правило, пластина имеет форму диска. Оптимальные величины d и a определяются по формулам:

Принцип действия пластины такой: поле, отраженное пластиной противофазно полям, отраженным зеркалом в сторону облучателя, таким образом происходит ослабление отраженной волны.

2. Развязка по поляризации между отраженной от зеркала волной и облучателем. Применяется в антеннах с линейной поляризацией. В этом случае между пластинами может распространяться только волна типа Т, у которой вектор перпендикулярен пластинам.

Таким образом, получается, что и не будет влиять на электромагнитную волну в облучателе. Кроме ребер для поворота плоскости поляризации можно применять металлические провода, расположенные над поверхностью зеркала на расстоянии . Провода укладывают на диэлектрик, расположенный на зеркале толщиной .

3. Вынос облучателя из поля отраженной от зеркала волны. Облучатель поворачивают на некоторый угол и используют только часть поверхности зеркала, расположенной выше оптической оси:

выбирают из различных условий:

1. так, чтобы центральный луч прошел через середину раскрыва;

2. чтобы обеспечить совпадение максимума распределения поля с серединой раскрыва;

3. чтобы поле у краев зеркала имело бы одинаковое значение.

Наиболее удачным с точки зрения получения оптимального распределения поля в раскрыве является третье условие. Рупорно-параболическая антенна, рассмотренная ранее, является модификацией данного типа антенн.