Синфазная решетка из рупорных антенн

Принимаем значения: и за действительные и в дальнейших расчётах будем использовать их.

в). Угол раскрыва рупора:

Зная ширину сторон раскрыва и длины рупора, считаем угол раскрыва в двух плоскос

тях по формулам:

; , угол раскрыва в плоскости Н,

; , угол раскрыва в плоскости Е.

3). Коэффициент направленного действия одного излучателя.

,

где н - коэффициент использования площади.

Для пирамидального рупора .

4). Расчёт ширины диаграмм для одного рупора.

Ширина диаграммы направленности в плоскости Н:

, .

Ширина диаграммы направленности в плоскости Е:

, .

5). Графическое построение диаграммы направленности единичного излучателя.

При расчете диаграммы направленности антенны поле в раскрыве можно принимать синфазным, так как в правильно спроектированном рупоре фазовая ошибка не изменяет существенно диаграмму направленности. Амплитудное распределение как указывалось раньше, принимается совпадающем с полем в поперечном сечении питающего волновода.

Диаграмма направленности рупора может быть приближенно рассчитана из выражения, полученного по формуле Кирхгофа.

В плоскости вектора Н (Рис.1):

Рисунок 1.

В плоскости вектора Е (Рис.2):

Рисунок 2.

По графикам определяем ширину диаграммы направленности по первым нулям:

в плоскости вектора Н:

;

в плоскости вектора Е:

3. Расчет антенной решетки

Решетка синфазная, то есть токи всех излучателей синфазны (имеют одинаковую фазу).

1). Расчет оптимального расстояния между антеннами в решётке.

При оптимальном расстоянии между излучателями КНД синфазной решетки достигает максимального значения, поэтому это расстояние называется оптимальным.

; , в плоскости вектора Н.

Так как d1опт меньше, чем размер раскрыва рупора в этой плоскости, то берём значение d1опт равное a1:

; , в плоскости вектора Е.

Так как d2опт меньше, чем размер раскрыва рупора в этой плоскости, то берём значение d2опт равное a2:

Принимаем значения: и за действительные и в дальнейших расчётах будем использовать их.

2). Коэффициент направленного действия антенны.

Качество антенны характеризуется коэффициентом усиления антенны, равным произведению коэффициента направленного действия (КНД) на коэффициент полезного действия (КПД) антенны:

Для рупорных антенн можно считать, что мощность потерь значительно меньше мощности излучения, благодаря чему КПД антенны можно принять равным единице: , значит

По техническому заданию: дБ или ;

- КНД антенны.

3). Расчёт количества излучателей в решетке.

Рассчитаем ширину диаграммы направленности на уровне 0.5 по формулам:

,

в плоскости вектора Н, где - число излучателей в строке.

,

в плоскости вектора Е, где - число излучателей в столбце.

В техническом задании дано: ширина диаграммы направленности на уровне 0.5 по мощности в горизонтальной плоскости . Составим соотношение и получим:

.

Также известно, что коэффициент направленного действия антенны рассчитывается по формуле:

Получили систему из двух уравнений с двумя неизвестными и :

Выражаем и , и находим их значения:

, округляем до 4.

,округляем до 12.

Принимаем значения: и за действительные и в дальнейших расчётах будем использовать их.

Общее число излучателей в антенной решетке:

 Скачать реферат