Расчёт параметров облучателя

Пирамидальный рупорный облучатель представляет собой излучатель в виде волновода, к отверстию которого прилегает рупор. Так как площадь раскрыва рупора больше площади отверстия волновода, то направленность излучателя намного возрастает. А постепенное расширение рупора при увеличении размера «а» приближается к 337 Ом. Кроме того, фазовая скорость в рупоре постепенно снижается до скорости волн в свободном пространстве, а это приводит к снижению коэффициента отражения, увеличению КБВ в тракте питания.

Рисунок 4.1.1 - Рупорный облучатель

 

Диаграмма направленности должна быть одинаковой в плоскости «Е» и «Н» и иметь главный лепесток трапециидальной формы с круглыми спадами уровня на краях. Для этого надо сделать раскрыв рупора прямоугольной формы с соотношениями сторон

 

 (3.1)

 

Размер прямоугольного раскрыва:

 

 (3.2)

 

длина волны

 

 

отсюда длина рупора

 

 

- угол раскрыва; , тогда

подставим значения в выражение (3.2):

 

Размер рассчитывается из соотношения (3.1):

 

 

В процессе движения волны в пирамидальном рупоре фронт преобразуется из плоского в сферический. Фазовый центр полученных волн находится в точке пересечения расширяющихся сторон рупора. Поле в раскрыве вследствие изменения формы фронта волны становится несинфазным, это снижает направленные свойства антенны.

Коэффициент бегущей волны рассчитываем по формуле:

 

 (3.3)

 

где модуль коэффициента отражения  можно приближенно выразить следующей формулой:

 

 (3.4)

 

а длина волны в волноводе:

 

из выражения (3.4) имеем:

отсюда для (3.3)

Теперь вычислим КБВ на кратных частотах  и .

Так как полоса пропускания

 

, то

 

отсюда

 

 

Соответственно длины волн для верхних и нижних частот

 

 

Если принять фазу поля в центре раскрыва за 0, то в точке , равной

 

фаза поля будет:

 

 (3.5)

 

Из полученных данных находим КБВ для «Н» и «В» по формуле (3.3), подставив

Значение модуля коэффициента отражения  и :

КБВ_Н=0,977; КБВ_В=0,986

Расчёт диаграммы направленности пирамидального рупорного облучателя

При расчете ДН рупора исходят из того, что амплитудное распределение в раскрыве рупора принимается таким же как в питающем его волноводе с войной Н₁₀. Это означает, что в плоскости вектора «Н» амплитуда изменяется по косинусу при удалении от центра рупора, а в плоскости «Е» амплитуда остается неизменной. При этом предполагается, что поле в раскрыве синфазно.

В этом случае диаграмма направленности в плоскости «Е» имеет вид:

  (3.2.1 )

 

Данные расчетов сведем в таблицу.

Таблица 4.2.1 - Значения  в плоскости «Е»

0102030405060708090
10,8180,4080,032-0,156-0,176-0,122-0,064-0,029-0,017
100110120130140150160170180
-0,020-0,031-0,041-0,038-0,0210,0020,0130,0060

 

Расчёт геометрических размеров антенны