Курсовая работа: Линзовая антенна РЛС и ППФ

Рисунок 2.4 – Продольное сечение линзы

Из условия получения указанной на проектирование ширины диаграммы направленности в горизонтальной плоскости вычислим ширину линзы по формуле:

,

где - ширина ДН по уровню 0.5 в плоскости направляющей;

м - рабочая длина волны.

м

Коэффициент преломления линзы вычислим следующим образом

,

где - коэффициент преломления диэлектрика;

- расстояние между пластинами.

Коэффициент преломления определяется материалом, из которого изготовлена линза. Для линз из естественного диэлектрика он обычно равен [1] .

Таким образом,

м

2.4 Расчет облучателя

Всякая линзовая антенна состоит из двух основных частей: облучателя и собственно линзы. Облучателем может быть любой однонаправленный излучатель. Важно, чтобы большая часть энергии излучения попадала на линзу, а не рассеивалась в других направлениях. Так как облучатель является важнейшим элементом линзовой антенны, в значительной степени определяющим ее параметры, то расчет обычно начинается с выбора облучателя. Основными критериями для его выбора являются рабочая длина волны, требования к диапазонности, тип фидера, величина подводимой мощности.

Облучатели в виде открытого конца волновода или рупора удобно использовать при больших мощностях излучения. Они обладают также хорошими диапазонными свойствами. Однако открытый конец прямоугольного волновода обладает разными диаграммами направленности в плоскостях E и Н. От этого недостатка свободны рупорные облучатели, где имеется возможность почти независимой регулировки диаграмм направленности в плоскостях Е и Н путем подбора размеров раскрыва рупора и , который представлен на рисунке 2.5 [3] .

Рисунок 2.5 – Рупорный облучатель

Диаграмму направленности небольшого рупора можно рассчитать при помощи следующих приближенных соотношений:

(2.1)

где , – нормированные диаграммы направленности по напряженности поля в плоскостях Е и Н соответственно;

– угол, отсчитываемый от направления максимума диаграммы направленности;

– размер раскрыва рупора в плоскости Н;

– размер раскрыва рупора в плоскости E;

Путем расчета определяются размеры раскрыва рупора и , при которых на краю раскрыва линзы поле ослабевает примерно на 10 дБ по сравнению с полем в ее центре. Иными словами, напряженность поля на краю раскрыва составляет примерно 0.316 от напряженности поля в центре раскрыва. Таким образом, для большинства облучателей антенна получается оптимальной, когда уровень облучения края линзы на 10 дБ ниже уровня облучения ее центра и диаграмма направленности облучателя должна удовлетворять соотношениию:

(2.2)

где - угол раскрыва.