5.3 Пирамидалы рупор

 

5.4а суретінде пирамидалы рупор ұсынылған.

5.4 Сурет-Аппертуралық сәулелендіргіштер

Рупорлы антеннаның БД-сы төмендегі формулалар бойынша есептеледі:

Е жазықтығында

,

Н жазықтығында  .

Рупордың a_р және b_р  көлденең өлшемдері келесі мысалдармен ашылудың ортадағы өрісіне байланысты қырларының үштен біріндегі өрістің құлауын қамтамасыз ету шартынан  анықталады.

Қалыпты конды рупордың өлшемдері бір-бірімен байланысты.

– толқындық сан.

Приамидалы рупордың тиімді сәулелену ені қуаттың 0,5 мәнінде төмендегі формуламен анықталады:

H жазықтығында:

E жазықтығында:

мұндағы мәндері аппроксимирланған бағыттылық диограммасынан анықталады. Бұл үшін оны тік бұрышты координаттар жүйесінде сызамыз:

Рисунок 5 – Аппроксимированная нормированная ДН облучателя

.

Найдем поперечные размеры рупора:

Рупорлы антеннаның Е және Н жазықтықтарында БД тұрғызайық:

Рисунок 6 - Рупорлы антеннаның Е жазықтықтарында БД

Рисунок 7 – Рупорлы антеннаның Н жазықтықтарында БД

Қалыпты рупор үшін   (ең үлкен БӘК) көлденең және тік өлшемдері келесі қатынастармен байланысты:

Е жазықтығында        l_опт^E = b²_p/(2),

Н жазықтығында l_опт^H = a²_p/(3),

мұндағы l_опт^E , l_опт^H –сәйкес жазықтықтардағы рупор ұзындықтары.

Е жазықтығында       

Н жазықтығында

где - длины рупора в соответствующих плоскостях.

 

5.5 Конды рупор түріндегі сәулелендіргіш

2 – сурет. Конды рупор түріндегі сәулелендіргіш

Конды рупордың БД-н (5,4,в суреттен қараңыз) а радиусы бар идеалды дөңгелек шағылыстырғыш бет түріне арналғандай анықтауға болады

 

 ,

мұндағы  - бірінші ұрпақты цилиндрлік Бессель функциясы.

Қалыпты конды рупордың өлшемдері бір-бірімен байланысты.

– толқындық сан.

Рупордың тиімді ұзындығы:

,

Рупордың радиусын анықтаймыз:

Егер, - болса , онда болады.

3 – сурет. - графигін

- графигін тұрғызып, максимальді амплитуасына 1/3-ке сәйкес келетін х – тің мәнін есептейміз. Бізде Е_мак = 0.72 В – ке сәйкес, ал оның 1/3 бөлігі 0,24 В – ке сай келетін х – тің мәні х = 2.6 рад. болады.

Рупор апертурасының радиусы:

(м);

Рупордың тиімді ұзындығы:

Конды рупордың БД-н төмендегі формуланы ескере отырып сызамыз:

 

5 – сурет. Конды рупордың аптимизацияланғаннан кейінгі БД - ы

5.6 Айна аппертурасында өрістің таралуы

 

Айна аппертурасында өрістің таралуын есептеу келесі формулалар бойынша есептеледі:

 

мұндағы F₀() – сәулелендіргіштің бағытталу диаграммасы,

                ₀ –ашылу бұрышы,

                 - бастапқы бұрыш.

  - дің радиустың лездік мәніне тәуелділігі келесідей:

,

₀ =0.8 рад.

a  b = 12.9  6.5 (см),

E жазықтығында айна аппертурасында өрістің таралуын:

Н жазықтығында айна аппертурасында өрістің таралуын:

6 – сурет. Айна аппертурасында өрістің таралуы

6 Бағытталу диаграммасын есептеу және параболалық антенннаның параметрлерін анықтау

 

Параболалық антеннаның кеңістіктік БД-ң инженерлі есептелуі қоздырушы өрістің кернеулігінің біркелкісіз таралуына ие идеалды дөңгелек синфазалы ауданның БД-н анықтауға әкеледі. Берілген жағдайда қоздырушы өрістің кернеулігін тарату көбінесе сәйкес жазықтықтағы сәулелендіргіштің БД –сы анықталады. Реттелген айналық параболалық антеннаның БД мынадай мысалға ие.

,

мұндағы J₁,J₂ – бірінші және екінші реттегі цилиндрлік Бессель функциялары;

k₁ = = cos²(₀/2)F_обл(₀) – сәулелендіргіштен айнаның ортасына және қырына дейін қашықтық айырмашылығын есептегендегі ашылу қырындағы қоздырушы амплитудасы ашылу ортасындағы амплитудадан неше есе аз екенін көрсететін коэффициент.

E_кр, E_max – ашылудың ортасындағы және қырындағы өріс амплитудалары.

Есептеулерін ЭЕМ – де орындау қажет.

Айналық параболалық антеннаның Е жазықтығындағы қалыптандырыл-ған БД – ы (9 – сурет).

Е жазықтығындағы айналы параболлалық антеннаның БД-ы осы өрнектен шығады:

10 – сурет. Е жазықтығындағы айналы параболлалық антеннаның БД

Н жазықтығындағы айналы параболлалық антеннаның БД-ы осы өрнектен шығады:

10 – сурет. Н жазықтығындағы айналы параболлалық антеннаның БД

Е жазықтығының бүйір бет жапырақшаларының деңгейі:

E (дБ);

Бүйір жақ жапырақшаларының берілген деңгейден ауытқуы:

Н жазықтығының бүйір бет жапырақшаларының деңгейі:

Н (дБ);

Бүйір жақ жапырақшаларының берілген деңгейден ауытқуы:

Алынған БД ені:

^Н_0.5 =46 мрад

^Е_0.5 =65 мрад, бұл мәндерде шамалы ауытқулар бар .

Айналық антеннаның бағытталған әрекетін шамаланған коэффициенті келесі өрнекпен анықталады.

,

мұндағы S – ашылу ауданы;

- бетті қолданудың нәтижелеуші коэффициенті.

Айналық антеннаның ПӘК шамамен 0,9 екенін ескере отырып, оның күшейту коэффициентін есептеуге болады.

Антенна параметрлерін дәл анықтау.

Бетті қолдану коэффициенті

К_и=g ₁ ₂ ₃,

мұндағы, ₂=(1-2 u)²,

₃=exp(-d²),

,

_а/2R – айна профилінің орындалу дәлдігі (көбінесе 0,4×10^-3- 10^-5 шектерінде).

Егер u=0.03 және кезінді:

₂=(1-2·0,03)²=0.884

,

g = 0.888

.

Антеннаның эффективті ауданы

S_эфф=R²K_и.

м².

Бағытталған әрекет коэффициенті

D=(2R/)²g₁₂₃.

Антеннаның күшейту коэффициенті