інки хвилеводу (b) зазвичай вибираються з умови:
b=0.5 а
b=0.21 м.
Довжина хвилеводу - L визначається таким чином, щоб на мінімальній частоті діапазону уздовж хвилеводу укладалася сама? в. Зробимо необхідні розрахунки:
.
Довжина хвилі в хвилеводі визначається за відомою формулою
(2.5)
Звідси отримаємо:
? в max=1.1 м;
У нашому випадку немає необхідності в суворому рівність? в max=L;
Для вибору L скористаємося наближеною формулою
L =? 0 max + (? В max/4) (2.6)
=0.77 м.
З урахуванням необхідних конструктивних допусків, остаточний результат:
L=0.8 м.
2.3 Розрахунок діаграми спрямованості опромінювача
В області сантиметрових хвиль в якості слабонаправленних антени часто застосовуються хвилеводи з відкритим кінцем. Такі антени використовуються як опромінювачів дзеркальних або лінзових антен і як самостійні випромінювачі.
На практиці використовуються хвилеводні випромінювачі круглого, прямокутного і еліптичного перетинів. Зазвичай перетин хвилеводу вибирається таким чином, щоб уникнути виникнення вищих типів хвиль. Розміри перетину прямокутного хвилеводу вибираються в межах 0,5? Lt; a lt; ?, B lt; 0,5 ?; при цьому в хвилеводі може поширюватися лише основний тип хвилі - Н 10. Істотною перевагою є однорідність поляризації цієї хвилі у всьому перерізі хвилеводу. У ряді випадків для поліпшення спрямованих властивостей, і, зокрема, для звуження діаграми спрямованості можуть використовуватися прямокутні хвилеводи збільшеного перетину; при цьому можливе поширення у хвилеводі декількох типів хвиль. Це іноді змушує прийняти спеціальні заходи для придушення вищих типів хвиль.
Зазвичай при аналізі спрямованих властивостей хвилеводу з відкритим кінцем для спрощення вважають, що поле біля відкритого кінця хвилеводу залишається таким же, як у хвилеводі нескінченної довжини, а струми на зовнішній поверхні хвилеводу відсутні. Таке припущення дозволяє легко визначити спрямовані властивості хвилеводу з відкритим кінцем. Тоді формула для визначення діаграми спрямованості має вигляд:
Для розрахунку ДН скористаємося формулами, за ступенем наближеності, що задовольняють поставленому завданню:
(2.7)
(2.8)
Підставляючи розраховані розміри стінок, отримаємо формули для розрахунку ДН хвилеводу на середній частоті (f ср=602МГц,? ср=0.498 м):
Розраховані значення F (?) представимо у вигляді таблиці
Таблиця 2.1.
011200.940.9400.780.66600.590.44800.440.29900.370.231000.290.191200.2050.151400.110.091600.0350.03318000
Для отримання більш точних результатів, діаграми спрямованості побудуємо за допомогою програми Advanced Grapher.
Малюнок 2.4. Діаграма спрямованості відкритого кінця прямокутного хвилеводу розміром 0.42м х 0.21м в площинах Е і Н.
Оцінимо ширину діаграми спрямованості ?? 0 в обох площинах (ширина ДН визначається на рівні половинної потужності, тобто при F (?)=0.707).
Рисунок 2.5. Оцінка ширини діаграми спрямованості ?? 0 в обох площинах на рівні половинної потужності.
За побудованим графікам отримали:
?? ° Е=97.2 °
?? ° Н=72 °
Розрахуємо більш точні значення ширини ДН за допомогою номограми з [5], зображеної на малюнку (2.6).
Малюнок 2.6. Номограма «випромінювання відкритого кінця прямокутного хвилеводу».
2.4 Розрахунок амплітудного розподілу антени
параболічний антена дзеркальний випромінювання
Для розрахунку амплітудного розподілу скористаємося теоретичними посилками пункту (1.3) і, зокрема, формулою (1.9), що дозволяє знайти АР за наявними диаграммам спрямованості опромінювача. Запишемо формулу (1.9) з урахуванням вже знайдених нами розмірів опромінювача і довжини хвилі (розрахунок, як і в попередніх пунктах, проводиться на середній частоті діапазону):
(2.9)
Як і в попередніх розрахунках, ми повинні розглядати розкривши антени як дві площини, але в даному випадку через невеликі відмінностей кутів розкриву? і, відповідно, невеликих р...
