оефіцієнт спрямованої дії антени 2 визначається виразом:
(1.15)
Формулу (1.15) можна привести до наступного вигляду (індекс «2» опускаємо):
(1.16)
Де
(1.17)
називається апертурним коефіцієнтом використання антени.
У багатьох практичних випадках розподіл поля в розкриві антени може вважатися синфазним і осесиметричним. Досить часто амплітуду поля можна апроксимувати параболічним розподілом з п'єдесталом:
E (R)=1 -? (R/R 0) 2 (1.18)
На краю розкриву E (R 0)=1 -?. Ця величина зазвичай називається п'єдесталом розподілу.
Підставляючи (1.18) в (1.17), після очевидних перетворень отримаємо для апертурного коефіцієнта використання антени з параболічним розподілом вираз:
(1.19)
На малюнку (1.4) наведена залежність коефіцієнта k а розрахованого за формулою (1.19), від відносного рівня поля на краю антени 1 -?. Зокрема, якщо зменшення рівня поля на краю антени становить 10дБ, апертурний коефіцієнт k а - близько 92%.
1.5 Чинники, що викликають зменшення коефіцієнта спрямованої дії антени
Аналіз ефективності параболічної антени, проведений в попередньому пункті, базувався на ряді спрощують припущень. Зокрема, передбачалася абсолютна точність виконання відбиває поверхні, не враховувалося затінення частини розкриву опромінювачем і т.д. Згодом нами буде розглядатися вплив деяких з цих факторів на властивості проектованої антени.
Перелічимо основні з них [3]:
Затінення розкриву антени
Інтерференція поля антени
Точність обробки поверхні.
2. Розрахунок параметрів антени
2.1 Розрахунок геометричних розмірів антени
Апаратура досліджуваної антени представляє?? обой два накладаються один на одного площині, що мають загальний центр. Отже, антена має два різних фокусних відстані і кута розкриву, для розрахунку яких необхідно виміряти діаметр (D) і глибину (Н) апертури в кожній площині.
Малюнок 2.1
Результати розрахунку:
D 1=1.974 м;
D 2=1.983 м;
H 1=Н 2=25.6 см;
Для розрахунку фокусних відстаней введемо декартову систему координат як це показано на малюнку (2.1) і скористаємося рівнянням поверхні
параболоїда (1.1):
У цьому випадку діаметр D відповідає координаті X, а глибина розкриву Н відповідає координаті Z. Підставивши в формулу виміряні розміри отримаємо:
D 2=16 f Н (2.1);
f=D 2/(16 Н);
f 1=95.13 см;
f 2=96.003 см;
Для розрахунку кутів розкриву скористаємося формулою (1.5):
(2.2)
Далі, використовуючи номограмму з [5], зображену на малюнку (2.2), перевіримо отримані раніше значення фокусних відстаней і кутів розкриву антени:
Малюнок 2.2. Номограма для знаходження фокусної відстані і кута розкриву антени.
F=0.9м
? 0=2? =110 0
? =55 0
2.2 Розрахунок геометричних розмірів опромінювача
У відповідності із завданням, опромінювач повинен бути виконаний у вигляді відкритого кінця прямокутного хвилеводу. Розрахунок розмірів зробимо, виходячи з умови існування хвилі основного типу в прямокутному хвилеводі Н 10 протягом усього частотного діапазону, зазначеного в завданні (484-750МГц).
Доцільно в якості критичної взяти частоту f кр=400 Мгц і, відповідно до цього, зробити необхідні розрахунки.
Малюнок 2.3
Відомо, що для прямокутного хвилеводу (малюнок 2.3) з основним типом хвилі розміри широкої стінки (a) повинні задовольняти умові:
а lt; ? в lt; а (2.3)
? кр - критична довжина хвилі.
Визначимо? кр за формулою:
(2.4)
;
Нехай 1.8а =? кр, що задовольняє умові (2.3). Отримаємо:
а =? кр /1.8;
а=0.42 м.
Розміри вузької ст...
