Однозеркальная антенна

| Категория реферата: Рефераты по радиоэлектронике
| Теги реферата: краткий реферат, матершинные частушки
| Добавил(а) на сайт: Вивея.

Раскрыв зеркала представляет собой плоскую круглую площадку. Поле на площадке имеет линейную поляризацию. Фаза поля в пределах площадки неизменна, а распределение амплитуды описывается полиномом [pic].

Как было показано выше, каждый n-й компонент поля в раскрыве, представляемого полиномом, создает в дальней зоне напряженность электрического поля [pic], где [pic], S – площадь раскрыва, E0 – амплитуда напряженности электрического поля в центре площадки, [pic], [pic] - ламбда- функция (n+1)-го порядка.

Полное поле в дальней зоне будет равно сумме полей, создаваемых каждым компонентом [pic].

Выражение, определяемое суммой в последней формуле, представляет собой ненормированную диаграмму направленности антенны:

[pic]

Для получения нормированной диаграммы направленности найдем максимальное значение [pic]. Максимум излучения синфазной площадки имеет место в направленности, перпендикулярном этой площадке, т.е. при [pic].
Этому значению [pic] соответствует значение [pic]. Заметим, что [pic] при любых n. Следовательно, [pic].
Тогда

[pic]

Эта формула описывает нормированную диаграмму направленности параболоидной зеркальной антенны и является расчетной. Постоянные коэффициенты [pic] зависят от распределения поля в раскрыве зеркала. Их значения определяются системой уравнений
[pic]

Если ограничится тремя членами полинома, т.е. положить m=2, нормированная диаграмма направленности параболоидного зеркала опишется выражением [pic].

Коэффициент направленного действия и коэффициент усиления.

Коэффициент направленного действия параболической антенны удобно определить через эффективную поверхность [pic], где [pic] - геометрическая площадь раскрыва, [pic] - коэффициент использования поверхности раскрыва.

Коэффициент использования площади раскрыва зеркала полностью определяется характером распределения поля в раскрыве. Как известно, для любых площадок, возбуждаемых синфазно, его величина определяется формулой
[pic].
В случае параболоидного зеркала имеем

[pic]

Тогда, подставив значения, получим

[pic].
Для приближенного расчета [pic] можно пренебречь зависимостью распределения поля от [pic] и считать, как мы это делаем в апертурном методе расчета, что амплитуда поля в раскрыве является функцией только координаты [pic]: [pic].
В этом случае формула упрощается и принимает вид

[pic].

Данная формула в большинстве случаев дает вполне удовлетворительную точность и может быть принята за расчетную.

В качестве примера рассчитываем для двух случаев:

1. Амплитуда поля в раскрыве неизменна [pic];

2. Амплитуда поля изменяется по закону [pic], т.е. на краях зеркала поле равно нулю.

Расчет по формуле дает для первого случая [pic] и для второго [pic].

В реальных антеннах величина зависит от типа облучателя и формы (т.е. глубины) зеркала.

На рисунке показана зависимость коэффициента использования поверхности раскрыва [pic] от угла раскрыва [pic] для случая, когда облучателем является диполь с дисковым рефлектором. Распределение поля в раскрыве зеркала, облучаемого таким облучателем, является типичным для многих практических случаев.

Из приведенного рисунка видно, что коэффициента [pic] достигает единицы, когда [pic] Это объясняется тем, что поле в раскрыве очень мелких зеркал близко к равномерному. С увеличение глубины зеркала коэффициент
[pic] довольно быстро падает.

Коэффициент направленного действия, определяемый как