2.3 Айналық антеннаның ашылу бұрышын және фокустық қашықтығын анықтау

 Сәулелендіргіштің орналасуына байланысты айнаға қатысты БӘК-ның белгілі бір мәнін алуға болады. R₀/f₀ –ң белгілі бір оптималды қатынасында БӘК-і ең көп. Бұл жоғалушы энергияның саны сәулелендіргіштің бағытталу диаграммасының пішініне және R₀/f₀ қатынасына байланысты болғандығымен түсіндіріледі. R₀/f₀ қатынасының оптималдыдан азаюы кезінде БӘК азаяды, себебі, айнаның қасынан өтетін энергияның бір бөлігі өседі. Бір жағынан бұл қатынастың өсуі қозудың біркелкі таралу заңынан үлкенірек ауытқуына байланысты БӘК-тің азаяюына әкеледі; R₀/f₀ оптималды мәні сәулелендіргіштің тұрақталған бағытталған диаграммасы бойынша анықталады (F()=cos^n2() түріндегі функцияның шамалануы, мұндағы n сәулелендіргіштің БД созылу дәрежесін анықтайды). Сәулелендіргіштің әртүрлі типтерінің n мәндері 2.1 кестеде келтірілген. Менің нұсқам бойынша n=6.

2.1 к е с т е

Сәулелендіргіш түрі	N	R0/f0	v
Рупорлы және т.б сәулелендіргіштер	6	0,8 ... 1,0	0,81

 

2.2 Сурет – сәулелендіргіштің орналасу нұсқалары

 

Антенна геометриясының сигнал/шуыл максималды қатынасы бойынша сәйкестендіруіне байланысты келесідей есептеу жүргізу қажет.

 - сезімталдығы =S₂₃ η ^' формуласымен анықталады, бұл жердегі алғашқы төрт коэффициент ₀ –ға байланысты емес, ал ' – есептеледі:

, (2.4)

мұндағы Т₁ =Т_қаб+Т₀·(1- η)+ η ·Т_аорт, S-айна аппертурасының ауданы.

Келтірілген өрнектер негізінде есептеулер жүргіземіз:

Т₁ =Т_қаб+Т₀·(1- η)+ η ·Т_аорт = 2300+290*(1-0,9)+0,9·7=2335,3⁰К ;

Айна аппертурасының ауданы: ;

Енді γ^’(Ψ₀) тәуелділігінен Ψ₀ – ді табамыз.

(2.4) және (2.5) Ψ₀ – ден тәуелді етіп график тұрғызып, құрастырылған графикалық функцияның g(₀) максимумы бойынша, айнаның ашылу бұрышы анықталады (ашылу бұрышының ₀ өзгеру қадамы 1^о көп емес):

Менің нұсқам бойынша n=6. Сондықтан сәйкес формуланы аламын:

₀=

₁ = 1 - cosⁿ⁺¹₀;

2.3 Сурет - γ(ψ0) тәуелділігі графигі

Функция γ(0.91) = 1,281·10^-3 нүктесінде максимальді мәнге ие. Осыдан шығатыны ₀=0.91 (рад).

f ₀ - фокусты қашықтығы келесі қатынас негізінде есептеле алады:

₀ = 2 arctg .

.

Осылайша айнаның геометриялық өлшемдері анықталады.

Шарт бойынша R₀/f₀=(0,8 – 1,0) аралығын қамтуы керек, менің жұмысымда R₀/f₀=0,978 , яғни шартты қанағаттандырады.

3. Тікбұрышты толқынжолдың ашық соңының сәулелендіргіші

3.1-сурет. Тікбұрышты толқынжолдың ашық соңы

Толқынжолдардың ашық ұшының БД-лары электр өрісінің кернеулігінің кең қабырға бойынан косинусоидалы таралуына ие идеалды сәулелендіргіш бет ретінде есептеле алады.

- Е жазықтығында ;

- Н жазықтығында ;

Толқынжолдың көлденең өлшемдері:

a=18.6*10^-2 b=4.3*10^-2

–толқындық сан.

Толқынжолдың ашық ұшының БД-ларын E және H жазықтықтарында тұрғызайық:

3.2 сурет-– E жазықтығында БД

3.3-сурет. H жазықтығында БД

4. Айна аппертурасында өрістің таралуы

 

Айна аппертурасында өрістің таралуын есептеу келесі формулалар бойынша есептеледі:

 

мұндағы F₀() – сәулелендіргіштің бағытталу диаграммасы,

                ₀ –ашылу бұрышы,

                 - бастапқы бұрыш.

  - дің радиустың лездік мәніне тәуелділігі келесідей:

,

₀ =0,927 рад.

a  b = 18,6  4,3 (см),

E жазықтығында айна аппертурасында өрістің таралуын:

Н жазықтығында айна аппертурасында өрістің таралуын:

4.1 сурет – Айна аппертурасында өрістің таралуы

5. Бағытталу диаграммасын есептеу және параболалық антенннаның параметрлерін анықтау

 

Параболалық антеннаның кеңістіктік БД-ң инженерлі есептелуі қоздырушы өрістің кернеулігінің біркелкісіз таралуына ие идеалды дөңгелек синфазалы ауданның БД-н анықтауға әкеледі. Берілген жағдайда қоздырушы өрістің кернеулігін тарату көбінесе сәйкес жазықтықтағы сәулелендіргіштің БД –сы анықталады. Реттелген айналық параболалық антеннаның БД мынадай мысалға ие.

,

мұндағы J₁,J₂ – бірінші және екінші реттегі цилиндрлік Бессель функциялары;

k₁ = = cos²(₀/2)F_обл(₀) – сәулелендіргіштен айнаның ортасына және қырына дейін қашықтық айырмашылығын есептегендегі ашылу қырындағы қоздырушы амплитудасы ашылу ортасындағы амплитудадан неше есе аз екенін көрсететін коэффициент.

E_кр, E_max – ашылудың ортасындағы және қырындағы өріс амплитудалары.

Есептеулерін ЭЕМ – де орындау қажет.

Айналық параболалық антеннаның Е жазықтығындағы қалыптандырыл-ған БД – ы.

Е жазықтығындағы айналы параболлалық антеннаның БД-ы осы өрнектен шығады: