Расчет пространственной диаграммы направленности и определение параметров параболической антенны

 

Инженерный расчёт пространственной диаграммы направленности ДН параболической антенны часто сводится к определению ДН идеальной круглой синфазной площадки с неравномерным распределением напряжённости возбуждающего поля. В данном случае распределение напряжённости возбуждающего поля в основном определяется ДН облучателя в соответствующей плоскости. Выражение для нормированной ДН зеркальной параболической антенны при этом имеет вид:

 

,

 

где J₁, J₂ – цилиндрические функции Бесселя первого и второго порядка.

 

 

- Коэффициент, показывающий во сколько раз амплитуда возбуждающего поля, на краю раскрыва меньше амплитуды в центре раскрыва в соответствующей плоскости с учётом различий расстояний от облучателя до центра зеркала и до края зеркала;

Е_кр, Е_мах – амплитуды поля на краю и в центре раскрыва.

 

ДН зеркальной параболической антенны имеет следующий вид (рисунок 2.5).

Приближенно коэффициент направленного действия зеркальной антенны определяется выражением:

 

, г

 

де

S – площадь раскрыва;

υ_рез – результирующий коэффициент использования поверхности

 

 

F(ϴ)

ϴ, рад

Рисунок 8 – Пространственная ДН параболической антенны

Коэффициент использования поверхности:

 

 

Эффективная площадь антенны:

 м².

 

Коэффициент направленного действия:

 

Коэффициент усиления антенны:

КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ АНТЕННЫ

 

Расчет профиля зеркала

 

Зеркальные антенны имеют наибольший КНД при синфазном возбуждении раскрыва (плоский фазовый фронт волны). Параболический профиль зеркала обеспечивает одинаковые длины электрических путей от облучателя, установленного в фокусе параболоида вращения, до каждой точки плоскости раскрыва (свойство параболы). В полярной системе координат парабола описывается уравнением

 

,

 

Где r, Y - полярные координаты;

f = 3.572 м - фокусное расстояние;

Y изменяется от 0 до Y₀=0.95 рад.

 

Рисунок 9 – Плоский фазовый фронт волны

 

Таблица 3 – Расчет профиля зеркала

, рад	-0.95	-0.85	-0.75	-0.65	-0.55	-0.45	-0.35	-0.25	-0.15
	4.516	4.303	4.125	3.977	3.856	3.759	3.683	3.628	3.592
, рад	-0.05	0.05	0.15	0.25	0.35	0.45	0.55	0.65	0.75
	3.574	3.574	3.592	3.628	3.683	3.759	3.856	3.977	4.125
, рад	0.85	0.95
	4.303	4.516