Зеркальная антенна - направленная антенна, содержащая облучатель и отражатель антенны в виде металлической поверхности (зеркало).
 |
Рисунок 1 - Зеркальная параболическая антенна
Ширина диаграммы направленности в случае неравномерного возбуждения раскрыва зеркала определяется
2Q0,5Н = 1.2l / 2R0,
2Q0,5E = 1.3l / 2R0,
где 2Q0,5Н ,2Q0,5E – ширина ДН в плоскостях Н и Е соответственно
l - длина волны, l=0,21(м)
R0 – радиус раскрыва зеркала.
Из этих выражений:
R0=1.2 l/4Q0,5Н=2,21 м
R0=1.3 l/4Q0,5E=2,20 м
В связи с тем, что в задании имеются данные о ширине ДН в обеих плоскостях можно определить диаметр раскрыва dр=2 R0 причем из полученых двух значений диаметра следует выбрать наибольшее. Следовательно, dр=2 R0 =4,42 м.
Определение угла раскрыва и фокусного расстояния зеркальной антенны
В зависимости от размещения облучателя относительно зеркала можно получить то или иное значение КНД. При определенном оптимальном отношении Ro¤fo КНД наибольший. Это объясняется тем, что количество теряемой энергии зависит от формы диаграммы направленности облучателя и от отношения Ro¤fo. При уменьшении отношения Ro¤fo от оптимального КНД уменьшается, так как увеличивается часть энергии, проходящей мимо зеркала. С другой стороны, увеличение этого отношения также приводит к уменьшению КНД в связи с более сильным отклонением закона распределения возбуждения от равномерного (рисунок 2); оптимальное значение Ro¤fo определяется по аппроксимированной нормированной ДН облучателя (аппроксимация функцией вида 
, где n определяет степень вытянутости ДН облучателя).
Рисунок 2 – Варианты размещения облучателя
Для пирамидального рупора n=6, т. е. нормированная диаграмма направленности аппроксимируется функцией вида 
(рисунок 3).
Рисунок 3 – Аппроксимированная нормированная ДН облучателя
С точки зрения оптимизации геометрии антенны по максимальному отношению сигнал/шум необходимо произвести следующий расчет:
Чувствительность g определяется формулой g=Sa2a3hg’
где первые четыре коэффициента не зависят от Y0, а g’ вычисляется:
где Т1=Тпр+Т0(1-КПД)+КПД Тнср=2300+290(1-0.89)+0.89·7=1806.7°К
Т0=290°К
u=0.02 - коэффициент учитывающий “переливание” части мощности облучателя через края зеркала,
a1=1-cosn+1Y0
S=p R2- площадь апертуры зеркала
Построим график зависимости 
с шагом изменения угла раскрыва φ 5° (рисунок 4).
Таблица 2
| φ° | 
| φ° |
|
| 1.381·10-5 | 3.727·10-4 | ||
| 5.375·10-5 | 3.243·10-4 | ||
| 1.155·10-4 | 2.773·10-4 | ||
| 1.92·10-4 | 2.346·10-4 | ||
| 2.743·10-4 | 2.281·10-4 | ||
| 3.523·10-4 | 1.973·10-4 | ||
| 4.169·10-4 | 1.658·10-4 | ||
| 4.814·10-4 | |||
| 4.484·10-4 | |||
| 4.555·10-4 | |||
| 4.183·10-4 |
Рисунок 4 - График зависимости
По максимуму построенной графически функции определяем угол раскрыва зеркала, т. е 
Фокусное расстояние f может быть рассчитано на основе следующего соотношения:
φ0 = 2 arctg 
; 
; 
В зависимости от размещения облучателя относительно зеркала можно получить то или иное значение КНД. При определенном оптимальном отношении R0/f0 КНД наибольший. Заданный интервал отношения R0/f0 = (0.8÷1.0). Расчетное отношение R0/f0 = 0.8804, что удовлетворяет условию.