Пирамидальный рупор

Такой рупор образуется при плавном расширении волновода в обеих плоскостях. Его приближенно можно рассматривать в виде наложения двух

Е- и Н-секториальных рупоров.Он позволяет получить ДН, близкую к осесимметричной, с шириной порядка 1015°. Продолжения стенок пирамидального рупора могут пересекаться в одной точке (L^Е = L^Н) и тогда его называют остроконечным. Если они пересекаются в разных точках

(L^Е  L^Н), рупор называется клиновидным.

Структура поля внутри пирамидального рупора плавно меняется в обеих плоскостях и в нем распространяется волна с фазовым фронтом, близким к сферическому. АФР в раскрыве рупора разделяющееся. В плоскости Еамплитудное распределение почти постоянное, а в плоскостиН косинусоидальное. Фазовые распределения в обеих плоскостях квадратичные. В соответствии с этим ДН пирамидального рупора в главных плоскостях приближенно рассчитываются по формулам, полученным для соответствующих секториальных рупоров.

Для пирамидального рупора также существуют оптимальные размеры. Оптимальные соотношения длины рупора и его раскрыва в каждой плоскости определяются соответствующими соотношениями для секториальных рупоров. Размеры оптимального клиновидного рупора рассчитываются по формулам (8.17) и (8.19), а остроконечного – по формулам

,. (8.21)

Для правильного сопряжения горловины пирамидального рупора с волноводом должно выполняться соотношение

. (8.22)

С целью уменьшения длины пирамидального рупора допускают фазовые искажения в каждой из плоскостей, соответствующие оптимальным секториальным рупорам. Ширина ДН оптимального пирамидального рупора в главных плоскостях определяется по формулам

,. (8.23)

Нормированные амплитудные ДН пирамидальной рупорной антенны при возбуждении ее волной в главных плоскостях приближенно можно рассчитать по формулам (8.4), (8.5), полагая в ниха= а_р, b= b_р.

КНД оптимального пирамидального рупора в направлении максимума ДН оценивается по формуле

. (8.24)

Для оптимального пирамидального рупора КИП равен  = 0,49.

Поскольку пирамидальный рупор в обеих плоскостях плавно трансформирует волноводную волну в пространственную, он хорошо согласован. Типичные значения КСВ для оптимальных пирамидальных рупоров составляют 1,04…1,15.

Конический рупор

Такой рупор образуется при плавном увеличении диаметра круглого волновода. При линейной поляризации поля в волноводе поляризация на выходе рупора неустойчива. Поэтому этот тип рупора используется редко, в основном как излучатель круговой или эллиптической поляризации. Структура поля внутри рупора имеет характер сферической волны. При возбуждении рупора круглым волноводом с волной основного типа H₁₁ амплитудное распределение в плоскости Н близко к косинусоидальному, а в плоскости Е оно почти постоянное. Фазовое распределение в обеих плоскостях квадратичное.

Размеры оптимального конического рупора связаны между собой соотношением

, (8.25)

где – оптимальная длина и диаметр раскрыва рупора.

Диаграммы направленности конических рупоров рассчитываются апертурным методом с использованием выражений для множителя направленности круглого раскрыва (6.55) и при тех же допущениях, которые были сделаны в случае пирамидального рупора. Ширина ДН оптимального конического рупора в главных плоскостях составляет

,. (8.26)

КНД такой антенны в направлении максимума ДН определяется по формуле

. (8.27)

Конический рупор хорошо согласован со свободным пространством и КСВ в волноводе имеет величину 1,1…1,2.