сла n
Залежно від розміщення опромінювача щодо дзеркала можна отримати те чи інше значення КНД. При певному оптимальному відношенні R0/f0 КНД найбільший. Це пояснюється тим, що кількість втрачається енергії залежить від форми ДН опромінювача і від відношення R0/f0. При зменшенні відносини R0/f0 від оптимального КНД зменшується частина енергії, що проходить повз дзеркало. З іншого боку, збільшення цього відношення також призводить до зменшення КНД у зв'язку з сильнішим відхиленням закону розподілу порушення від рівномірного. Оптимальне значення R0/f0 визначається за апроксимувати ДН опромінювача.
Апроксимація здійснюється функцією виду
(2.4)
де n - визначає ступінь витягнутості ДН опромінювача.
Значення для напівхвильового вібратора з дисковим контррефлектора:=2; R0/f0=1.25 ... 1.43;
.3 Оптимізація геометрії антени по максимальному відношенню сигнал/шум
З точки зору оптимізації геометрії антени по максимальному відношенню сигнал/шум необхідно провести наступний розрахунок.
Чутливість? визначається формулою
(2.5)
Коли перші чотири коефіцієнта не залежить від? 0, а? обчислюється:
(2.6)
де T1=Tпр + T0? (1-ККД) + ККД? Tнср=290 K=(0.02 - 0.03) - коефіцієнт, що враховує «переливання» частини потужності опромінювача через краї дзеркала, приймемо u=0.025;
a1=1 - cosn + 1? 0, n - визначається типом опромінювача; - площа апертури дзеркала.
При n=2, g (? 0) має наступний вигляд:
У результаті отримаємо:
.4 Визначення кута розкриву і фокусної відстані дзеркальної антени
По максимуму побудованої графічно функції? (? 0) визначається кут розкриву дзеркала (крок зміни кута розкриву? 0 не більше 5 °).
Де g1 (?)? g (?)
З графіка? 0=80о.
Фокусна відстань f0 може бути розраховане на основі наступного співвідношення:
(2.8)
Перевіримо допустимість відносини R0/f0:
Отримане значення задовольняє вимогам, тобто входить в заданий діапазон/f0=1.25 ... 1.43
звідки
3. Розрахунок геометричних і електродинамічних характеристик облучателей
.1 Опромінювач у вигляді напівхвильового вібратора з дисковим контррефлектора у вигляді стрижня
напівхвильового вібратора 2l »l/2. Відстань d вибирається в діапазоні 0.1 lt; l/2 lt; 0.25, а довжина контррефлектора, а довжина контррефлектора 2a »(1.05 - 1.1) 2l.
У цьому випадку ДН описується наступним аналітичним виразом
У площині Е:
(3.1)
У площині Е:
(3.2)
Де:
Відстань між вібратором і контррефлектора:
Хвильове число:
Довжина вібратора: 2l=0.05 м
Довжина контррефлектора: 2a=0.056 м
Ставлення амплітуд струмів пасивному та активному вібраторах:
Зрушення фаз:
У нашому випадку, а x22 визначається з
.2 Розподіл поля в апертурі дзеркала
Розрахунок розподілу поля в апертурі дзеркала здійснюється за наступними формулами:
де F0 (Y) - діаграма спрямованості опромінювача,
Y0 - кут розкриття,
Y - поточний кут,
r - полярна координата.
Отримуємо, що
(3.5)
(3.6)
Графічне зображення отриманого виразу показано в додатку А, рисунок 3.3.
. Розрахунок просторової діаграми спрямованості й визначення параметрів параболічної антени
Інженерний розрахунок просторової ДН параболічної антени часто зводиться до визначення ДН ідеальної круглої синфазної майданчики з нерівномірним розподілом напруженості збудливого поля. В даному випадку розподіл напруженості збудливого поля в основному визначається ДН опромінювача у відповідній площині. Вираз для нормованої ДН дзеркальної параболічної антени при цьому має вигляд (додаток А, рисунок 4.1):
(4.1)
де Jl, J2 - циліндричні функції Бесселя першого і другого порядку;
(4.2)
- коефіцієнт, що показує у скільки разів амплітуда збудливого поля, на краю розкриву менше амплітуди в центі розкриву у відповідній площині з урахуванням відмінностей відстаней від опромінювача до центру дзеркала і до краю дзеркала;
Екр, Емах - амплітуди поля на краю і в центрі розкриву.
Наближено коефіцієнт спрямованої дії дзеркальної антени визначається виразом [1]:
(4.3)
де S - площа розкриву;
Nрез - результуючий коефіцієнт використання поверхні. Для рупорних облучателей Nрез=0.81
З урахуванням того, що ККД дзеркальної ан...
