Основные геометрические размеры антенны.




Эффективная площадь антенны будет равна:

Найдем общую площадь антенны:

где КИП, это коэффициент использования поверхности (КИП=0.65). Следовательно, получаем что:

Для реализации ΔΘЕ=2 выберем Lx=930мм.

Тогда Ly=345мм.

В плоскости вектора Н выберем угол засветки φ=640

Найдем фокус антенны:

В декартовой системе координат параболоид вращения определяется уравнением (начало координат совпадает с вершиной параболоида) x2=4fz

Найдем глубину зеркала:

где X=L/2, а Z есть расстояние от края зеркала до облучателя.

 

Расстояние от облучателя до раскрыва антенны:

 

 

 
 

 


 

 


 

 


 

 
 

 

 


Рис. 5 Геометрические размеры антенны.

 

 

 

Рис. 6 раскрыв зеркала в плоскости Н.

 

Расчет амплитудного распределения (АР) в раскрыве зеркала

Для полученных размеров антенны и ДН облучателя рассчитываем в программе Mathcad по следующей формуле: g(θ)=Fобл(θ)cos2(θ/2).

Чтобы представить АР как функцию координаты плоского раскрыва, воспользуемся уравнением параболы x=2f tg(θ/2), откуда θ=arctg(x/2f). И пронормируем по радиусу.

Для полученного АР произведем аппроксимацию по стандартным функциям, приведенным в методичке. При этом можно определить апертурный КИП, которые представляет собой линейную комбинацию парциальных КИП (КИП i) со своими весами (Δ i)

Как было сказано раннее, ДН облучателя в плоскости вектора Н имеет следующий вид: , поэтому АР в этой плоскости определяется по формуле g(θ)= cos(θ)cos2(θ/2), и представлено на рисунке 7.

 

Рис. 7 АР в плоскости вектора Н (черное) и его аппроксимация (красное).

Аппроксимирующая функция имеет следующий вид:

R/Rmax АР Аппроксимация АР
     
0,07 0,9958 0,9952
0,14 0,9836 0,9827
0,21 0,9632 0,9612
0,28 0,9355 0,9322
0,35 0,8995 0,8959
0,42 0,8587 0,852
0,49 0,8115 0,8029
0,56 0,7583 0,7506
0,63 0,7017 0,6939
0,7 0,6416 0,6344
0,77 0,5781 0,5726
0,84 0,5120 0,5079
0,91 0,4483 0,4461
0,98 0,3839 0,3827
  0,3169 0,317

 

КИП=0,316*1+0,684*(0,66*0,833+0,34*0,667)=0,85

 

Как уже было сказано выше, АР для плоскости вектора Е будет равномерным.

Поэтому КИП=1

Среднее значение: КИП=0,92

 

 

Расчет ДН без учета тени.

 

ДН является линейной комбинацией соответствующих парциальных ДН (Fi) с теми же весами, умноженными на параметр амплитудного распределения (Mi),

.

Для плоскости вектора Н:

 

Ly=345мм

Рис. 8 ДН в плоскости Н.

 

 

Θ F(Θ) F(Θ) с тенью
     
  0,962 0,955
  0,870 0,854
  0,722 0,696
  0,560 0,497
  0,390 0,292
  0,226 0,102
  0,089 0,053
  0,001 0,154
  0,057 0,093
  0,077 0,073

 

 

Ширина ДН по уровню 0,707 ΔΘH=6,3

 

Для плоскости вектора Е:

Т.к. в данной плоскости равномерное распределение, то ДН будет иметь вид:

 

Рис. 9 ДН в плоскости Е.

 

Θ Fe(Θ)
   
0,2 0,985
0,4 0,947
0,6 0,884
0,8 0,8014
  0,696
1,2 0,572
1,4 0,460
1,6 0,337
1,8 0,219
  0,108

 

 

Ширина ДН по уровню 0,707 ΔΘЕ=1,97

 

 

Расчет ДН с учетом тени.

 

Рис. 10 Тень зеркала.

Итоговое амплитудное распределение представляется в виде супер­позиции двух амплитудных распределений: .

Для прямоугольных раскрывов с разделяющимся по координатам АР g(X,Y)=g(X)g(Y) параметр М определяется тоже как произведение М = Мx*Мy, а параметры МX и MY имеют размерность длины. Обозначая разме­ры раскрыва и тени вдоль соответствующих осей через Lx, Ly и tx, ty и придавая параметру М, соответствующему тени, верх­ний индекс "Т", запишем ДН для плоскости XOZ

 

,

где

Рис. 11 ДН в плоскости Н с учётом тени.

Ширина ДН по уровню 0,707 ΔΘН=5,7.

 

 

Расчет КИП антенны.

Полный КИП параболической антенны состоит из нескольких сомножителей: КИП=КИПА* КИПР*КИПТ,

Где КИПА-КИП раскрыва апертуры.

КИПР- КИП рассеяния.

КИПТ-КИП тени.

КИПА=0.92

КИП рассеянья:

 

Для плоскости вектора Е: КИПР=0.9

Для плоскости вектора Н: КИПР=1

Среднее значение: КИПР=0.95

 

 

КИП тени.

 

Следовательно:

 

 

Для полученного значения КИП и площади антенны рассчитываем КНД:

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-04-14 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: