4 Определить коэффициент стоячей волны по напряжению в приемном фидере в полосе рабочих частот.

Коэффициент стоячей волны в полосе частот определяется по формуле [4, 2.34]

где Г – коэффициент отражения, определяемый по формуле [4, 2.33]

Таким образом, КСВ равен

5 Определить расстояние, начиная с которого напряженность электрического поля от расстояния будет убывать монотонно.

Расстояние определим графическим методом. Для этого расширим область определения графика зависимости напряженности поля от расстояния (рис. 2).

Рисунок 2 – Зависимость действующего значения электрического поля от расстояния.

Из графика видно, что начиная со значения R₀ 2500 м напряженность электрического поля начинает убывать монотонно.

Задача 2.

Пирамидальная рупорная антенна (ПРА), выполненная из идеально проводящего материала, запитана от прямоугольного волновода с поперечными размерами ab, имеет раскрыв с размерами АВ, требуется:

1. Определить рабочий диапазон частот ПРА.

2. Определить глубину (длину) рупора, при которой данный рупор будет оптимальным.

3. Рассчитать коэффициент направленного действия ПРА, на средней рабочей частоте диапазона.

4. Изобразить графически эпюры распределения векторов и вдоль соответствующих сторон рупора. Нарисовать эскиз, иллюстрирующий распределение токов проводимости и токов смещения.

5. Для заданных размеров рассчитать и построить диаграмму направленности ПРА в двух ортогональных плоскостях на средней рабочей частоте диапазона.

6. Рассчитать передаваемую мощность, если амплитуда электрической составляющей поля в пучности равна 1 В/м, а также предельно допустимую можность (E_проб=3·10⁶ В/м)

Исходные данные:

m	1
А , м	0,7
В, м	0,7

n	0
a , м	0,046
b , м	0,02

Решение:

1. Рабочий диапазон частот определяется условием одномодового режима питающего волновода. Для волны Н₁₀ справедливы условия [2, 8.51]:

Таким образом, рабочий диапазон частот равен:

2. Условие допустимой фазовой ошибки на краях ПРА:

в плоскости Н [5, 5.69]:

в плоскости Е [5, 5.70]:

Для оптимального рупора (т.е. имеющего максимальный коэффициент направленного действия – КНД) эти величины составляют:

Подставим эти значения в формулы и получим:

С целью уменьшения фазовой ошибки на краю раскрыва, выбирают большее из значений, т.е.

3. Коэффициент направленного действия ПРА определяется по формуле [5, 5.65]:

где

– коэффициент использования поверхности,

– площадь раскрыва антенны.

В результате получаем:

4. Распределение поля внутри антенны представлено на рис. 3

Рисунок 3 – Распределение поля внутри антенны

5. Определим ДН антенны в плоскостях Е и Н:

Диаграмма направленности определяется по формуле [5, 5.73, 5.74]:

в плоскости Е:

в плоскости Н:

где , [5, 5.75].

ДН в плоскости Е и Н в декартовых и полярных координатах представлена на рис. 4 и 5 соответственно.

Рисунок 4 – Диаграмма направленности ПРА в плоскости Е

Рисунок 5 – Диаграмма направленности ПРА в плоскости H

6. Расчет мощности будем проводить при учете того, что в питающем волноводе распространяется волна Н₁₀.

Передаваемую мощность определим по формуле [5, 5.81]

Предельная мощность равна: