Поле в рупоре и на его раскрыве

. Оптимальный рупор.Излучение происходит из открытого конца волновода. Для канализации электромагнитной энергии используется волноводы прямоугольного или круглого типа.

Однако волноводы могут быть использованы не только для канализации электромагнитной энергии, но и для ее излучения.Открытый конец волновода можно рассматривать как простейшую антенну СВЧ.Открытый конец волновода представляет собой площадку с электромагнитным полем.1 Особенности электромагнитного поля в открытом конце волновода.

1. Волна не является поперечной типа ТЕМ. (имеет более сложную структуру).

2. Кроме падающей волны присутствует отраженная.

3. Наряду с основным типом волны на конце волновода присутствуют высшие типы волн.

Наибольшее распространение получили секториальные и пирамидальный рупора.

Рассмотрим продольное сечение прямоугольного рупора плоскостью E или H.

- раскрыва рупора - ширина раскрыва рупора. - длина рупора. - вершина рупора. Поле в раскрыве плоскостного секториального рупора

Здесь ; расстояние от горловины рупора

45 Принцип функционирования, основные элементы и варианты кон­структивного исполнения зеркальных антенн. Зеркальная антенна — антенна, у которой электромагнитное поле в раскрыве образуется за счет отражения электромагнитной волны от металлической поверхности специального зеркала (рефлектора). В качестве источника волны обычно выступает небольшой излучатель, располагаемый в фокусе зеркала. В его роли может быть любая другая антенна с фазовым центром, излучающая сферическую волну. Основная цель зеркальных антенн сводится к преобразованию сферического или цилиндрического фронта волны в плоский фронтКромка зеркала и плоскость Z образуют поверхность называемую раскрывом зеркала. При этом радиус R называется радиусом раскрыва, а угол 2ψ — углом раскрыва зеркала. От угла раскрыва зависит тип зеркала^[2]:если ψ < π/2 — зеркало называют мелким или длиннофокусным; если ψ > π/2 — глубоким или короткофокусным, если ψ = π/2 — средним.

В технике наибольшее распространение нашли следующие типы зеркал:1)параболические зеркала преобразуют цилиндрическую или сферическую волну в плоскую. Для цилиндрической волны — зеркало представляет собой параболический цилиндр, для сферической волны — параболоид вращения. 2)сферические зеркала мало отличаются от параболических зеркал с фокусным расстоянием равным половине радиуса сферы 3) плоские зеркала в основном используются в вибраторных антеннах и иногда в перископических и остронаправленных^[1], при этом система из двух зеркал, находящихся под определенным углом друг к другу, образуют вместе с симметричным вибратором (облучатель) уголковую антенну (тип зеркала в данном случае называют уголковым) Особенности конструкции Зеркало обычно состоит из диэлектрической основы, которую покрывают металлическими листами, проводящей краской, фольгой^[4]. При этом листы часто являются перфорированными, или представляют собой сетку, что обусловлено стремлением снизить вес конструкции, а также максимально снизить сопротивление ветру и осадкам. Однако такое несплошное зеркало приводит к следующим последствиям: часть энергии проникает сквозь зеркало, что приводит к ослаблению КНД антенны, и усилению излучения позади рефлектора. Эффективность антенны с несплошным зеркалом рассчитывается по формуле , где - мощность излучения позади рефлектора, а - мощность излучения рефлектора (падающей волны)^[4]. Если , несплошное зеркало считают хорошим. Данное условие обычно выполняется при диаметре отверстий перфорированного зеркала менее и суммарной площади отверстий до от всей площади зеркала^[4]. Для сетчатых зеркал диаметр отверстий не должен превышать

46 Типы облучателей и их влияние на распределение поля на раскрыве зеркальной антенны. Облучатель как правило, помещается в фокусе зеркала.Его диаграмма направленности должна быть такой,чтобы равномерно облучать всю поверхность рефлектора с целью максимального его использования. В этом случае часть энергии, излучаемой облучателем, «переливается» через края зеркала,создавая боковое и заднее излучение. Для устранения этого недостатка необходимо сузить диаграмму облучателя. Амплитуда поля на краях зеркала станет меньше. Таким образом,как и в антенных решетках, уменьшение амплитуды поля на краях раскрыва позволяет снизить уровень боковых лепестков за счет расширения диаграммы направленности.

Идеальным с точки зрения геометрической оптики считается тонечный облучатель.Реальные облучатели поэтому должны иметь минимальные размеры,чтобы, во-первых, как можно меньше отличатся от тонечных и, во вторых создавать минимальное затенение зеркала. Наибольшее распространение в настоящее время получили вибраторные и рупорные облучатели различных конструкций.

Двухвибраторный облучатель представляет собой систему из активного и пассивного вибраторов.

Максимум его излучения направлен в сторону активного вибратора(в сторону зеркала).

Облучатель с дисковым рефлектором является разновидностью двухвибраторного и имеет почти осесимметричную диаграмму, однако его рефлектор создает заметное затенение зеркала.