Методы расчета поля излучения зеркальных антенн.
Расчет поля излучения зеркальной антенны в дальней зоне в строгой постановке задачи довольно затруднителен, поэтому используют приближенные методы: метод поверхностных токов и апертурный метод.
С помощью этих методов задачу решают в 2 этапа:
Внутренняя задача-определение токов и полей по апертуре антенны.
Внешняя задача определение поля излучения в дальней зоне на основе найденых распределений токов и полей.
При расчете делают следующие допущения:
-Размер зеркала и радиус кривизны значительно больше длинны волны.
-поверхностные токи и тангенциальные составляющие вектора E на теневой области отсутствует(токи на теневую область не затекают)
-отсутствует дифракция на кромках
-облучатель не создает теневой эффект, который находиться на пути распространения электромагнитной волны
-считаем что зеркало не влияет на параметры облучателя
-полагаем что облучатель относительно зеркала находиться в дальней зоне (освещенная область(апертура) находится в дальней зоне)
Апертурный метод.
Рассмотрим апертурный метод применительно к параболоиду вращения (рис. 6)
рис.6 
-ширина ДН по 0му уровню. So-освещенная область(апертура).
Амплитудное распределение поля на раскрыве зависит от параметров зеркала 
и от амплитудной ДН облучателя. Амплитудное распределение мы можем записать:
Поскольку один облучатель:
Зеркальную антенну можно рассматривать как круглый излучающий раскрыв, с элементарной излучающей площадкой. Применим правило перемножения диаграмм:
|
|
|
ДН элементарной излучающей площадки (источник Гюйгенса):
Множитель системы используется для излучающего раскрыва:
Для обеспечения требуемых параметров ДН (чтобы она была осесимметричной (веерной, игольчатой)) зеркальной антенны с зеркалом в виде параболоида вращения. Облучатель должен удовлетворить требованиям:
-ДН излучателя также должна быть осесимметричной и иметь минимальный уровень бокового излучения
-фронт волны облучателя вблизи поверхности зеркала должен быть сферичным
-фронт волны облучателя вблизи зеркала должен быть сферичным, облучатель должен иметь фазовый центр(те излучать сферичную волну)
-облучатель иметь минимальные размеры для уменьшения теневого эффекта
Нарушение этих требовании приводит к ухудшения ДН, КНД, увеличивается уровень боковых лепестков, искажается фазовое распределения, происходит рассеяние электромагнитной энергии.
Форма ДН определяется параметром 
где q-параметр аппроксимации который зависит от формы, ДН облучателя. 
-ширина ДН по 0му уровню.
|
|
|
(соотношение ширины ДН облучателя и угла раскрыва зеркала). 
(характеризует угол раскрыва зеркала)
Вид нормированной ДН. Расширение ДН, при увеличении 
,объясняется, тем что увеличивается спад АР к краям антенны.
При увеличении шири ДН облучателя, АР близко к равномерному, коэффициент использования близок к 1. Но будет происходить затекание за теневую область соответственно повышается уровень боковых лепестков (рис 8а).
В обратном случае уменьшая ДН, мы получаем спадающее к краям АР, уменьшаем эффективную поверхность рассеянья, за счет чего и происходит расширение ДН и увеличение уровня боковых лепестков.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 785; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!