
- •Проверил:
- •Анализ задания.
- •Амплитудное распределение поля вдоль зеркала:
- •Диаграмма направленности зеркальной антенны:
- •Коэффициент усиления антенны с учетом неточности изготовления зеркала:
- •Расчет фидерного тракта антенны.
- •Параметры прямоугольного волновода:
- •Параметры круглого волновода:
- •Дроссельно-фланцевые соединения:
- •Список литературы.
Амплитудное распределение поля вдоль зеркала:
Е(х)-амплитудное распределение поля в раскрыве зеркала в зависимости от диаграммы направленности рупорного облучателя имеет вид:
,где F()-диаграмма направленности облучателя:
Значение угла , соответствующее координате раскрыва зеркала x, рассчитывается так:
После подстановки, амплитудное распределение поля в раскрыве зеркала принимает вид:
A(x) - аппроксимирующая функция.
Амплитудное распределение поля в раскрыве зеркала, построенное в зависимости от диаграммы направленности рупорного облучателя, практически совпадает с аппроксимирующей функцией, что свидетельствует о правильном выборе самой аппроксимирующей функции и геометрических размеров зеркальной антенны.
Диаграмма направленности зеркальной антенны:
J0, J1-функции Бесселя нулевого и первого порядка.
Диаграмма направленности антенны при =0=3,5 см.
Ширина диаграммы направленности: 26,88.
Уровень боковых лепестков: q = -27,23 дБ.
Диаграмма направленности антенны при =5%=3,325 см.
Ширина диаграммы направленности: 26,53.
Уровень боковых лепестков не изменился.
Диаграмма направленности антенны при=5%=3,675 см.
Ширина диаграммы направленности: 27,3.
Уровень боковых лепестков не изменился.
При изменении рабочей длинны волны в пределах заданной полосы частот происходит незначительное расширение(сужение) диаграммы направленности при сохранении уровня боковых лепестков.
Коэффициент полезного действия антенны (КПД):
Так как диаграмма направленности рупорного облучателя симметрична относительно оси антенны и может быть аппроксимирована функцией cosn(), при n=1, то коэффициент полезного действия антенны () равен:
cos2n+1(0)
= 0,925
Коэффициент усиления антенны (КУ):
КУ (G) антенны показывает во сколько раз необходимо увеличить подводимую мощность при переходе от направленной антенны к абсолютно ненаправленной антенне, чтобы получить то же значение напряженности поля в точке приема.
Коэффициент усиления зеркальной антенны равен:
S = R2 – площадь раскрыва.
- коэффициент использования поверхности (КИП) зеркальной антенны, который полностью определяется характером амплитудного распределения поля в раскрыве зеркала.
- коэффициент полезного действия антенны.
g = эффективность зеркальной антенны.
Так как угол раскрыва зеркала был выбран из условия максимальной эффективности антенны, то при g=0,82 КУ будет равен:
G = 728,205.
КИП антенны: = 0,887.
Коэффициент направленного действия антенны (КНД):
КНД (D) является мерой концентрации излучения в пространстве, которое осуществляется антенной. КНД – это число, показывающее во сколько раз необходимо увеличить мощность излучения при переходе от данной антенны к абсолютно ненаправленной антенне, чтобы сохранить неизменной напряженность поля в точке приема.
Коэффициент направленного действия зеркальной антенны равен:
D = 787,659.
Точность изготовления антенны:
Технические допуски на точность изготовления зеркальных антенн определяются допустимой величиной отклонения фазового фронта в раскрыве зеркала от синфазного. Источниками фазовых ошибок в раскрыве антенны могут быть:
-
отклонение формы зеркала от расчетной;
-
смещение фазового центра облучателя из фокуса параболоида;
-
отклонение волнового фронта поля облучателя от сферического;
При отклонении реального профиля зеркала от расчетного на величину фазовая ошибка , возникающая в раскрыве зеркала, равна:
При <, искажения диаграммы направленности будут незначительны, откуда получаем следующий допуск на точность изготовления зеркала:
Максимальная точность выполнения профиля зеркала должна быть у вершины:
0,211 см
При смещении из фокуса фазового центра облучателя вдоль оси параболоида, в раскрыве зеркала возникает ошибка:
Полагая <, получаем допустимое смещение облучателя из фокуса:
, где 0=65
– угол раскрыва зеркала.
0,758 см
При смещении облучателя вдоль оси параболоида фазовая ошибка в раскрыве зеркала имеет квадратичный характер. Поэтому направление основного лепестка диаграммы направленности остается неизменным, увеличивается лишь его ширина и возрастает уровень бокового излучения.
При небольшом смещении облучателя в направлении, перпендикулярном оси параболоида, в раскрыве зеркала возникает линейная фазовая ошибка, что приводит к отклонению диаграммы направленности зеркальной антенны от оси параболоида в сторону, противоположную смещению облучателя, на угол
=2,62.
Форма диаграммы направленности при этом не меняется, так как <2,
где 27 – ширина диаграммы направленности антенны при несмещенном облучателе.