Курсовая работа: Проектирование зеркальных антенн и устройств СВЧ

где .

Нормируя ДН по максимуму f_макс (y) = r(0) Е(0) = f, получим расчетную формулу для нормированной ДН облучателя:

.

Из рис. 1 видно, что

,

.

Видно, что нормированную координату x нужно находить по следующей формуле:

.

Значение y₀ выбирают ориентировочно в пределах 58° – 62°. Это дает возможность обеспечить в дальнейшем достаточно высокий КИП при сравнительно небольших размерах облучателя, и, как следствие, с меньшим затенением зеркала. С уменьшением y₀ необходимая ДН облучателя может получится настолько широкой, что размеры облучателя станут меньше, чем, например, даже у открытого конца волновода. Зададимся углом раскрыва в плоскости Е: .

Знание угла и размера раскрыва позволяет найти фокусное расстояние зеркала по формуле:

, f = 30.174 см.

Так как фокусное расстояние параболоида вращения (или усеченного параболоида) в другой плоскости должно быть таким же, то угол раскрыва в другой плоскости определяется автоматически через fи размер b в этой плоскости. Поскольку , то , .

Далее, рассчитываем ДН облучателя в плоскостях Е и Н соответственно:

,

где

,

где

Рис. 4. ДН облучателя в плоскости Е

Рис. 5. ДН облучателя в плоскости Н

Из рис. 4 и рис. 5 легко определить ширину ДН облучателя в главных плоскостях: и .

5. Выбор и проектирование облучателя

К облучателю обычно предъявляет следующие требования:

а) он должен реализовывать рассчитанную ранее диаграмму направленности в секторе углов и иметь минимальное излучение вне этого сектора;

б) его поперечные размеры должны быть минимальными для снижения затенения раскрыва;

в) облучатель должен иметь устойчивый общий фазовый центр в двух плоскостях, совмещаемый с фокусом параболоида вращения;

г) электрическая прочность облучателя должна быть достаточной для пропускания полной рабочей мощности передатчика в импульсе без опасности пробоя;

д) рабочая полоса частот облучателя должна соответствовать требуемой полосе частот антенны;

е) конструкция облучателя должна обеспечивать необходимую стойкость к метеоусловиям и допускать возможность герметизации всего фидерного тракта;