Діаграма спрямованості та КСД рупорних антен

Закони амплітудно-фазового розподілу у рупорних антен

Тип рупора	Вид розподілу
Амплітудний	Фазовий
Пл. Н, А (х)	Пл. Е, А (у)	Пл. Н, φ(х)	Пл. Е, φ(у)
Н-рупор
Е-рупор
Пірамідальний рупор

В п.п.6.2.3 показано, що квадратичний фазовий розподіл приводить до розширення ДС та збільшення рівня бічних пелюсток порівняно з синфазним. Якщо збільшувати розмір розкриву рупора (величину кута розкриву 2φ₀) при фіксованій довжині R_H(E), то спочатку несинфазність апертури є невеликою і ширина ДС звужується до певної мінімальної величини. Подальше збільшення розміру розкриву рупора приводить до значних квадратичних фазових викривлень і ДС розширирюється (рис. 8.6). Якщо збільшувати довжину рупора фазові викривлення зменшуються і ДС звужується.

Аналогічній закономірності підпорядковується і залежність КСД від розмірів розкриву (кута розкриву) при фіксованій довжині рупора (рис. 8.7).

Такий характер наведеного графіка пояснюється наступним. Зі збільшенням розмірів розкриву КСД повинен збільшуватися. Але із зростанням L_H(E) збільшуються фазові викривлення поля у розкриві і зростання КСД уповільнюється. Існують певні оптимальні значення L_H(E)опт, при яких КСД досягає максимуму. Подальше збільшення розміру розкриву приводить до зменшення КСД.

З аналізу графіків (рис. 8.6 та рис. 8.7) випливає, що існують оптимальні співвідношення між розмірами рупора.

Оптимальним рупором серед рупорів з однаковою довжиною називається рупор з такими розмірами розкриву, які забезпечують мінімальну ширину ДС та максимальний КСД.

Розрахунки та досліди показують, що при будь-якій довжині R оптимальному рупору відповідає однакова величина розфазування на краю розкриву. Для Н-рупора , для Е-рупора . Для Н-рупора допускається більша величина розфазування, оскільки на краях апертури у площині Н амплітуда поля незначна.

Підставимо величини у вираз (6.9)та визначимо оптимальні довжини рупорів для Н- та Е-секторіальних рупорів

. (8.9)

Ширина ДС оптимальних рупорів визначається співвідношеннями

. (8.10)

КВП оптимальних Н- та Е-рупорів дорівнює 0,64. Для оптимального пірамідального рупора КСД визначається за формулою

, (8.11)

де величини D_H та D_E являють собою КСД Н- та Е-секторіальних рупорів з відповідними до пірамідального рупора розмірами.

Також, якщо відомі значення R_E та R_H, то максимально можливий КСД пірамідального рупора визначається співвідношенням

. (8.12)

Такому оптимальному рупору відповідає розфазування на краях розкриву, що дорівнює π/2 у Е площині та 3π/4 в Н площині. КВП оптимального пірамідального рупора складає 0,5. Узагальнені кількісні оцінки оптимальних рупорів та відкритого кінця прямокутного хвилеводу наведені у табл. 8.2.

Таблиця 8.2

Дата добавления: 2014-11-29