КНД и КУ зеркальных антенн
Коэффициент направленного действия (КНД) зеркальной антенны можно рассчитать по следующей формуле: а) , где – геометрическая площадь, – коэффициент использования поверхности, который определяется амплитудой поля в раскрыве зеркала. (1)
В случае параболических зеркал имеем: ; ; (2) Подставив (1) в (2) получим: (3) Для приближенного расчета пренебрегают зависимостью распределения поля от и считают, что амплитуда поля в раскрыве является функцией только координаты , тогда выражение (3) упрощается и принимает вид: Для облучателя в виде диполя с дисковым рефлектором имеет вид, представленный на рис. 84.
Рис. 84. Завистимость коэффициента использования поверхности раскрыва
Равенство при – это объясняется тем, что поле очень малых зеркал приблизительно равномерное. С увеличением глубины зеркал быстро уменьшается. КНД по формуле а) не учитывает потерь энергии на рассеяние, – энергии, проходящей от облучателя мимо зеркала. Для более полной характеристики следует использовать такой параметр, как КУ антенны где – КПД антенны. Тепловыми потерями электромагнитной энергии на поверхности зеркала можно пренебречь (они очень малы). Тогда под следует понимать где – энергия попадающая на зеркало, – мощность излученная облучателем. Для определения этого отношения окружим облучатель сферой радиусом элемент поверхности сферы равен
Рис. 85. К определению КПД зеркальной антенны.
Полная мощность облучателя определяется выражением где – амплитуда напряженности поля в направлении максимального излучения облучателя; нормированная ДН облучателя. Мощность излучения, попадающего на зеркало. б) Из выражения (б) видно, что полностью определяется ДН облучателя и величиной . Очевидно, чем больше , то есть чем глубже зеркало, тем большая часть излученной энергии попадает на зеркало и, следовательно, тем больше . Таким образом, характер применения противоположен характеру изменения . Здесь также следует искать компромисс при проектировании.
Облучатель зеркал. Приближенный расчет параболической антенны. Проработать самостоятельно
Смещение облучателя из фокуса в направлении, Перпендикулярном оси параболоида. Управление ДН.
Если фазовый центр облучателя совпадает с F зеркала, то фронт волны, отраженной от зеркала, будет плоским и совпадать с раскрывом зеркала. Направление максимума ДН совпадает с осью зеркала. Смещение облучателя в направлении перпендикулярном оптической оси зеркала вызывает отклонение направления главного максимума в сторону, противоположную смещению облучателя.
Рис. 86. Отклонение ДН, вызванное смещением облучателя в направлении, В т. А фронт волны придет раньше, чем в т. В. В результате в т. А поле будет опережать по фазе поле в т. В и фронт волны отклонится на некоторый угол . Направление максимума излучения всегда перпендикулярно фронту волны и следовательно вся ДН отклонится на тот же угол в сторону, противоположную смещению облучателя. Выведем приближенные соотношения для определения угла отклонения направления максимальной ДН от оси антенны в зависимости от . За время t луч пройдет расстояние . Обычно , тогда можно положить или в градусах: Вынос облучателя приводит не только к изменению ДН, но и ее искажению вследствие нарушения линейного закона изменения фазы поля в раскрыве. Это приводит к увеличению и увеличению УБЛ, что ведет к уменьшению КУ. Чем меньше зеркало, тем меньше будут искажения при том же угловом смещении облучателя, то есть тем на больший угол можно отклонить ДН, сохраняя в основном ее форму. Допустимый вынос из фокуса можно определить из следующего неравенства: , отсюда .
Таким образом, можно сделать следующие выводы: ;
Рассмотренный способ смещения ДН применяется на практике, в частности в радиорелейных станциях с автоматическим сопровождением цели. Для них обычно выполняется неравенство:
Рис. *. Линии равных фаз отраженной Рис. **. Создание равносигнальной от зеркала поля для различных смещений зоны вдоль оси антенны. облучателя.
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2519)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |