Розрахунок рупорного опромінювача
Для отримання гострішої діаграми спрямованості та більшого посилення перетин стандартного хвилеводу можна плавно збільшувати, перетворюючи хвилевід на рупор. Рупор забезпечує узгодження хвилеводу з відкритим простором та коефіцієнт відображення хвилі назад у хвилевід прагнути до нуля. Для хвилеводів із круглим перерізом застосовуються конічні рупори (рисунок 8.11, г). Для хвилеводів з прямокутним перетином, залежно від того, в якій площині відбувається розширення, застосовуються секторіальні (рисунок 8.11, а, б) і пірамідальні (рисунок 8.11, в).
Пірамідальні рупори мають розширення в обох площинах. Надалі, йтиметься саме на пірамідальних, так як вони дозволяють звужувати діаграму спрямованості в обох площинах і, в порівнянні з секторальними, рівної довжини, мають велику площу розкриття внаслідок чого їх коефіцієнт посилення більший. Конічний рупор має свої особливості, досить незначної зміни профілю конічного рупора, щоб у ньому змінилася структура поля та поляризація хвилі за ефективністю він близький до пірамідального. Перевагою рупорних антен є велика широкосмуговість, ККД близький до 100% дуже слабкі бічні пелюстки та практична відсутність задньої пелюстки у діаграмі спрямованості.
Малюнок. 8.11 - Рупорні опромінювачі:
а, б – секторіальні; в – пірамідальний; г – конічний
Що діаграма спрямованості і більше коефіцієнт посилення рупорної антени, то більше вписувалося її апертура, тобто. розкривши рупори. Для конічного рупора це його діаметр D, а для пірамідального розміру а і b. Але якщо збільшувати розкрив рупора при незмінній його довжині R, то незабаром виникнуть великі фазові спотворення і коефіцієнт посилення почне падати, а діаграма спрямованості роздвоюватися.Тому, збільшуючи розкривши рупора, ми повинні збільшувати його довжину, щоб фазові спотворення залишалися незначними. Припустимо, при певному розкритті рупора ми досягли певного мінімуму фазових спотворень і продовжуємо збільшувати його довжину. У цьому випадку коефіцієнт посилення буде ще зростати за рахунок подальшого зменшення фазових спотворень, але вже набагато повільніше, ніж як при збільшенні величини розкриття і теоретично не може перевищити 20% від нинішнього. В наявності протиріччя, з одного боку захоплення розкриття веде до збільшення посилення і звуження діаграми спрямованості, з іншого до зростання фазових спотворень зводять все нанівець, але які компенсуються збільшенням довжини рупора. Отже, є певне оптимальне співвідношення цих параметрів.
Оптимальним називається рупор, розміри розкриття a і b якого підібрані таким чином, щоб за заданої довжини рупора R отримати максимальний КНД. Максимальні значення DE та DH на графіках (рисунок 8.12, а, б) відповідають оптимальним параметрам секторальних рупорних антен. Аналіз показує, що в Е - секторальному рупорі максимум КНД досягається при:
(8.22)
де – оптимальна довжина та ширина розкриття рупору.
У H - секторальному
(8.23)
де bp – ширина розкриття рупору.
На таблиці вершини цих ліній відповідають оптимальним рупорам при заданій довжині R від шести довжин хвиль до 100. Горизонтальна шкала проградуйована розмірами розкриття в довжинах хвиль ap/λ тобто. Розкривши у 2 довжини хвилі у 2.5 у 3 тощо. Вертикальна шкала показує теоретичне посилення антени в Дб, не враховуючи розкриття рупора в площині E на величину bp, але щоб врахувати вплив від розкриття рупора в площині Е і отримати практичне реальне посилення, треба помножити значенняна вертикальній осі значення bp/ λ . Наприклад горизонтальної осі вибирається антена з розкривом в 5λ, це відповідає 40 Дб за вертикальною шкалою. Якщо прийняти, що bp=9см, а довжина хвилі λ =12 см 3мм, то bp/ λ =0.73 тоді d=40х0.73=29.2 Дб посилення реальної антени. Положення з розрахунками Е-сектороїального рупора, аналогічно.
Інші статті:
Використання даних радіолокаційної зйомки стосовно дослідження ґрунтово-рослинного покриву Радіолокаційні знімальні системи – це активні всепогодні засоби зондування, засновані на використанні відображення зондувальних сигналів, що випромінюються передавачем радіолокаційної станції (РЛС) від різних об'єктів на .
Апроксимація характеристик нелінійних елементів радіотехнічних ланцюгів Ознайомлення з методами апроксимації характеристик нелінійних елементів радіотехнічних ланцюгів; вивчення методів гармонійного аналізу коливань у нелінійних ланцюгах; експериментальні дослідження перетворення спектрів до.