Линзовая антенна РЛС и ППФ

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.

После выбора облучателя следует найти соотношение между радиусом линзыи фокусным расстоянием при помощи следующего выражения

Для того чтобы определить угол раскрыва необходимо вначале задаться соотношением в пределах . Выберем его равным 0.7 и определим угол раскрыва

,

Далее, пользуясь приближенными соотношениями (2.1) , найдем размеры и , удовлетворяющие соотношению (2.2).

Таким образом, ,

Нормированные диаграммы направленности рупорного облучателя в плоскостях E и H представлены на рисунках 2.6 и 2.7, которые рассчитаны и построены при помощи приближенных соотношений 2.1.3

Рисунок 2.6 – Диаграммы направленности облучателя в плоскостях E и H

Рисунок 2.7 - Диаграммы направленности облучателя в полярной

системе координат

2.5 Расчет диаграммы направленности и коэффициента усиления

2.5.1 Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости

Диаграмма направленности антенны – это зависимость интенсивности электромагнитного поля, излучаемого антенной, или его отдельных компонент от угловых координат в пространстве.

Распределение амплитуд поля для цилиндрической линзы Люнеберга в плоскости пластин можно найти по следующей формуле:

, (2.3)

где - ДН облучателя;

Зная амплитудное распределение поля для линзы, можно найти выражение диаграммы направленности

На рисунках 2.8 и 2.9 представлена нормированная диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости в декартовой и полярной системах координат

Рисунок 2.8 - Нормированная диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости в декартовой системе координат

Рисунок 2.9 - Нормированная диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости в полярной системе координат

2.5.2 Диаграмма направленности в вертикальной плоскости

Для расчета ДН в плоскости, перпендикулярной пластинам, можно воспользоваться формулой:

,

где - амплитудное распределение вдоль оси z от центра линзы ( ) до центра раскрыва (, ). Оно оказывается таким же, как и на половине раскрыва вдоль оси x, и определяется выражением (2.3), где следует положить . Распределение фазы описывается выражением:

На рисунках 2.10 и 2.11 представлена нормированная диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости в декартовой и полярной системах координат

Рисунок 2.10 - Нормированная диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости в декартовой системе координат

Рисунок 2.11 - Нормированная диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости в полярной системе координат

Рисунок 2.12 - Нормированные диаграммы направленности антенны в горизонтальной и вертикальной плоскости в декартовой системе координат

 Скачать реферат