Характеристиками спрямованості

Дзеркальні антени з віялоподібними

Формування віялоподібних характеристик спрямованості (рис. 8.34) зумовлені необхідністю зменшення часу огляду заданої зони. Віялоподібні ХС в одній головній площині мають ширину значно більшу ніж у другій.

Для формування віялоподібних ХС використовуються урізвні параболоїди обертання, параболічні циліндри, сегментно-параболічні антени. Використання того або іншого типу антени визначається величиною різниці ШДС в різних площинах.

Урізаний параболоїд обертання використовується, якщо відно-шення ШДС у головних площинах

. (8.38)

Використовуються симетричні та несиметричні вирізки овальної або прямокутної форми (рис. 8.35).

Вирізки виконують відповідно до площини, яка проходить через оптичну вісь параболоїда.

У симетричних вирізках опромінювач розміщується на осі дзеркала, тобто в області максимальної інтенсивної відбитої від дзеркала хвилі. Частина потужності останньої потрапляє назад в опромінювач, що погіршує узгодження антенно-фідерного тракту з передавальним пристроєм. Таке явище має назву реакції дзеркала на опромінювач. Окрім того, опромінювач є перешкодою на шляху відбитої хвилі, тобто затіняє частину дзеркала.

Для зменшення реакції дзеркала на опромінювач та тіньового ефекту опромінювача на дзеркало використовують несиметричні вирізки. Такі антени мають менший рівень бічних пелюсток та більш діапазонні порівняно з іншими типами однодзеркальних антен.

Для урізаного параболоїда коефіцієнт підсилення максимальний якщо однакові інтенсивності опромінювання країв дзеркала на рівні 0,25...0,333 відповідно опромінювання центра.

Часто, як опромінювач параболоїда використовують пірамідальний рупор з прямокутним розкривом, у якого форма поперечного перерізу ДС близька до еліптичної. Приблизно таку ж форму повинно мати і дзеркало. Можливості опромінювача і призводять до обмеження (8.38).

Для розрахунку ДС урізаного параболоїда у двох головних площинах можна наближено для дзеркала прямокутної форми користуватися формулами для прямокутного отвору, а для дзеркала овальної форми – формулами для параболоїда обертання.

Дзеркало у вигляді параболічного циліндра використовують у випадку необхідності отримання віялоподібної ДС із співвідношенням

, (8.39)

а також при необхідності здійснити сканування ХС в одній площині в достатньо великих межах кутів (q _ск =0^о...25^о).

Параболоциліндричні антени можуть мати форму симетричного або несиметричного параболічних циліндрів. Найчастіше використовують несиметричні дзеркала, які дозволяють виключити вплив відбитої хвилі на опромінювач та тіньовий ефект опромінювача на дзеркало.

Симетрична параболоциліндрична антена складається іздзеркала та опромінювача. Дзеркало (8.36) являє собою поверхню циліндра, утвореного переміщенням утворюючої параболи вздовж прямої, яка проходить через вершину параболи і перпендикулярна площині, і якій лежить парабола.

Опромінювач повинен створити циліндричний фронт хвилі та забезпечити рівномірне опромінювання дзеркала.

Таким вимогам задовольняють лінійні неперервні або дискретні антенні системи, які утворюють хвилю з циліндричним фронтом хвилі. Лінійний опромінювач розміщується на фокальній лінії в проміжній, яка визначається за умовою

, (8.40)

де L ₂ – довжина опромінювача.

Опромінювачами можуть бути лінійні антени, решітки або сегментно-параболічні антени.

Циліндричний фронт хвилі перетворюється дзеркалом у плоский. Амплітудно-фазовий розподіл у розкриві дзеркала є роздільним, тому ДС у головних площинах розраховується незалежно. Ширина ДС та КСД визначаються відомими співвідношеннями:

.

Величина залежить від АР. У площині фокальної лінії як правило амплітудній розподіл рівномірний, тому . У площині, перпендикулярній фокальній лінії АР спадає до країв на 9…10 дБ. .

Коефіцієнт використання площі розкриву параболічного циліндра може бути представленим у такому вигляді

, (8.41)

де − коефіцієнти використання довжини L ₁ та L ₂ відповідно;

− коефіцієнт перехвату потужності опромінювача.

Величини, що входять до виразу (8.41), залежать від кута розкриву дзеркала Ψ₀.

Рис. 8.37. До пояснення КВП параболічного циліндра

Оптимальним кутом розкриву параболічного циліндра є кут Ψ ₀ =140º...160º, що відповідає спаду поля по краях дзеркала до 6...8 дБ.

Симетричні параболічні циліндри використовуються лише в таких випадках, коли опромінювач має невеликі поперечні розміри та не дуже затіняє розкрив дзеркала.

На практиці частіше використовують несиметричні параболічні циліндри, які дозволяють уникнути тіньового ефекту опромінювача і впливу на опромінювач відбитої хвилі.

До основних переваг параболічного циліндра слід віднести:

можливість отримання яскраво виражених віялоподібних ДС;

можливість незалежного управління ДС у головних площинах;

можливість качання ДС у широкому секторів кутів в одній площині електричним методом;

відсутність крос-поляризації.

Недоліком є: громіздкість, велика реакція дзеркала на опромінювач.

Дата добавления: 2014-11-29