Однозеркальная антенна

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

[pic], не учитывает потерь энергии на рассеивание, т.е. потерь энергии, проходящей от облучателя мимо зеркала.
Поэтому КНД параболических зеркал в отличие от рупорных антенн не является параметром, достаточно полно характеризующим выигрыш, получаемый от применения направленной антенны. Для более полной характеристики следует использовать такой параметр, как коэффициент усиления антенны

[pic], где [pic] - коэффициент полезного действия.

Тепловым потерям электромагнитной энергии на поверхности зеркала можно пренебречь. Тогда под К.П.Д. параболической антенны следует понимать отношение мощности, падающей на поверхность зеркала [pic], к полной мощности излучения облучателя [pic]:

[pic]

Для определения этого отношения окружим облучатель сферой радиусом
[pic].Элемент поверхности сферы равен [pic]. Полная мощность излучения облучателя определяется выражением

[pic], где [pic] - амплитуда напряженности поля в направлении максимального излучения облучателя; [pic] - нормированная диаграмма направленности облучателя.

Соответственно мощность излучения, попадающего на зеркала будет

[pic].
Таким образом, коэффициент полезного действия параболической антенны равен
[pic]. Из этого выражения видно, что К.П.Д. целиком определяется диаграммой направленности облучателя и величиной [pic].

Очевидно, чем больше угол [pic], т.е. чем глубже зеркало, тем большая часть излученной энергии попадает на зеркало и, следовательно, тем больше
К.П.Д.. Таким образом, характер изменения функции [pic] противоположен характеру изменения функции [pic].

Вычислим К.П.Д. для случая, когда облучателем является диполь с дисковым рефлектором. Диаграмма такого облучателя может быть выражена следующим образом

[pic].
Для дальнейших вычислений необходимо выразить угол [pic] через углы [pic] и
[pic]. Для этого рассмотрим рисунок, на котором плоскость [pic] параллельна плоскости раскрыва и проходит через точку [pic] на его поверхности, а ось
[pic] совпадает с осью диполя и параллельна оси [pic]. Из рисунка видно, что

[pic].
Отсюда [pic].

Таким образом

[pic].

В последней формуле интегрирование по [pic] производится от 0 до
[pic], так как мы считаем, что облучатель излучает только в переднюю полусферу.

Интегрирование в этом случае упростится, а результат изменится незначительно, если положить [pic].
В этом случае интеграл легко берется и КПД оказывается равным

[pic].

Полученная формула дает простую зависимость КПД параболической антенны от угла раскрыва [pic] зеркала для случая, когда облучатель является электрическим диполем с дисковым рефлектором. Вследствие этого последняя формула может быть использована для ориентировочной оценки КПД параболоидных антенн во многих практических случаях.

Коэффициент усиления [pic] зеркальной антенны согласно пропорционален произведению [pic]. Вследствие разного характера зависимости сомножителей от [pic] это произведение должно иметь максимум.

В некоторых случаях под термином коэффициент использования поверхности
(КИП) понимается величина [pic], а произведение [pic]. В реальных параболических антеннах значение [pic] имеет величину [pic].