Изследване на рупорни антени
Работни страници
Съдържанието на произведението
Изследване на рупорни антени
Те преминават към рупорни антени, за да увеличат насочеността, насочеността и да подобрят съвпадението, т.к. вълноводните излъчватели имат широк RP, нисък коефициент на насоченост, лошо съчетани със свободното пространство. Следователно те намират особено приложение, когато се използват като радиатори в насочени антени.
Има няколко вида рупорни антени.
H - и E - секторнитесе образуват чрез плавно разширяване на двойка противоположни стени на правоъгълен вълновод.
Пирамидалнисе образуват чрез плавно разширяване на всички стени на правоъгълен вълновод.
Кутиясе формира чрез стъпаловидно разширяване на стените на правоъгълен вълновод. Те позволяват да се получи почти равномерно разпределение на полето в равнините E и H в малка честотна лента.
Коничните и биконичнитесе формират чрез гладко линейно разширение на напречното сечение на кръгли вълноводи. Те ви позволяват да получите ADN с форма на игла с ширина на главния лоб от 9-12 градуса.
Параметри и тяхното изчисляване
Методът на апертурата се използва за намиране на радиационното поле. Полето върху външната повърхност на роговите стени се приема за нула. Единственият критерий за приемливостта на апертурния метод е експериментът.
Като се вземат предвид цилиндричните координати, напрегнатостта на електрическото поле може да бъде записана до фактор C:
, където е ъгълът на отваряне на клаксона, а зависимостта на амплитудния фактор от се дължи на цилиндричността на вълната.
Според предположенията, направени по-горе, изразътотвор на разглеждания рупор - сегмент от съответния квазиправилен вълновод. От този израз, по-специално, следва, че на всяка малка
Преобразуване на плоска вълна в цилиндрична вълна
в H-равнина секторен хорн
Свързани с цилиндрична координатна система
при секторен рог с Н-равнина, полето на отвора на рог има същата ориентация. По този начин теоремата за умножение(2.74),е приложима към рупорния радиатор, а радиационният елемент е източникът на Хюйгенс и системният множител може да се определи чрез преобразуване на Фурие от амплитудно-фазовото разпределение (5LO).
За да изчислим множителя на системата, нека използваме израза от цилиндрични координати ρ, φ до правоъгълниx, yв равнината на отвора. Тогава, като вземем предвид фиг. 3, можем да напишем:
откъдето) φ/φo=2x/ar. При записването на тези зависимости беше взето предвид, че ъгълът на отваряне на клаксона 2φ0 е малък, т.е.ap/Rн ar. В E-равнината амплитудно-фазовото разпределение на тока в ELA се определя чрез интегриране на връзката върхуx.Очевидно е, че ELA, ориентирана по остаyи имаща дължина b,ще бъде във фаза с равномерно амплитудно разпределение на тока Ie(y).
Установеният характер на амплитудно-фазовото разпределение на тока в ELA позволява да се изчислят напречните сечения на системния умножител по основните равнини. Така че в E-равнината системният множител ще съвпадне с израза ( ). В множителя на Н-равнината
системата ще бъде близка до формулата ( ) само за клаксони с малък ъгъл на отваряне 2fo≈ar/Rn, когато максималната квадратична фазова грешка qmax =ka2/4Rне малък. Промяната в ъгъла на отваряне 2φ0 влияе комплексно върху формата на системния множител в Н-равнината и неговите параметри. От една страна, увеличаването на ъгъла 2φo, което е еквивалентно на увеличаване наapсъс същия Rn,, води до увеличаване на размерите на вълната на еквивалентната линейна тенна и следователно трябва да бъде придружено от стесняване на главния лоб на системния умножител. От друга страна увеличение
Фиг.5.Зависимост на Dtyahот размерите на H-плоскостния секторен рог
2φo (илиap)води до увеличаване на квадратичната фазова грешка, което е придружено от разширяване на главния лоб и повишаване на нивото на страничните. От това следва, че зависимостта на максималния коефициент на насоченост от стойността на ap има екстремен характер: при ap=ap opt стойността на Dmax достига своята максимална стойност. Оптималната ширина на клаксонаap opt,, както и най-голямата стойност на Dmax, зависят от дължината на клаксонаRa.Фигура 5 показва графиките на Dmax спрямо ap иRa,, изчислени за случая b/λ=1. Ако клаксона има различна стойност на b/λ, тогава стойността Dmax*λ/b, намерена от графиката, трябва да се умножи по действителната стойност на b/λ. Изчисленията показват, че връзката между apopt иRнсе определя от връзката
По същия начин можете да определите характеристиките на други видове рога.
Поради намаляващи амплитудни разпределения в рогове с линейно разширение на размерите на напречното сечение, не е възможно да се получи висок CIA (дори при оптимално избрани размери ξ=0,5 . 0,65). Този недостатък е преодолян при кутиевидните рога. Практически равномерно разпределение на амплитудата върху отвора на кутия с форма на рог може да се осигури чрез възбуждане на многовълнов режим в него. Помислете например за рог с формата на кутия, образуван от рязъкразширение на правоъгълен вълновод в Н-равнината. IN