Лекция 10 РУПОРНЫЕ АНТЕННЫ Учебные вопросы 1

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!

Лекция № 10 РУПОРНЫЕ АНТЕННЫ Учебные вопросы 1. Общие сведения и типы рупорных антенн. 2. Конструкция Е- и Н-секториальных рупоров, диаграммы направленности в главных плоскостях. 3. Оптимальные по КНД рупоры. 4. Конструкция, характеристики и параметры пирамидального рупора. 5. Конструкция, характеристики и параметры конического рупора. 6. Рупорные антенны с использованием высших типов волн.

1. Общие сведения и типы рупорных антенн (РА) РА - излучатель в виде отрезка волновода, у которого размеры поперечного сечения увеличиваются в направлении раскрыва. Типы рупорных антенн а) Н секториальный (размеры изменяются в плоскости Е); б) Е секториальный (размеры изменяются в плоскости Н); а) б) в) пирамидальный (в обеих плос костях одновременно); г) конический (плавно увеличивается радиус волновода) в) Рис. 1 г) Геометрические параметры рупорной антенны ар размер раскрыва в Н плоскости; L длина образующей рупора; R длина рупора; 2 Ф 0 угол раскрыва рупора. Рис. 2

2. Конструкция Е и Н секториальных рупоров, диаграммы направленности в главных плоскостях 2. 1 Н секториальный рупор Увеличение размера только широкой стенки образующего рупор прямоугольного волновод вектор Е вектор Н Рис. 3

Н секториальный рупор имеет согласующие свойства Для волны Н 10 волновое сопротивление (1) пространства-W 0=120. (ар↑ => WВ→W 0). Амплитудно фазовое распределение ЭМП (2) 1. Амплитудное распределение поси OY (в Н-плоскости, или по широкой стенке) описывается соs законом, фазовое распределение поля подчиняется квадратичному закону. 2. Амплитудное и фазовое распределение вдоль оси OX (в Еплоскости, или по узкой стенке) равномерно. Фронт волны, выходящей из Н-секториального рупора, имеет кривизну только в горизонтальной плоскости Н- плоскости , т. е. в пространстве является цилиндрическим.

ДН Н секториального рупора ДН в Е- плоскости (3) В плоскости Н, из-за квадратичного закона распределения фазы по раскрыву и косинусоидального закона распределения амплитуды, ДН выражается очень сложно через интегралы Френеля. Таким образом, Н-секториальный рупор по отношению к открытому концу волновода имеет согласующие свойства и сужает ДН в Н плоскости.

2. 2 Е секториальный рупор Увеличивается размер только узкой стенки прямоугольного волновода. вектор Е Рис. 4 вектор Н Н секториальный рупор не имеет согласующие свойства (1) Амплитудно фазовое распределение ЭМП (4)

1. Амплитудное распределение поси OY (в Н-плоскости, или по широкой стенке) описывается соs законом, фазовое распределение равномерно. 2. Амплитудное и фазовое распределение вдоль оси OX (в Еплоскости, или по узкой стенке) равномерно, фазовое - подчиняется квадратичному закону. Форма фазового фронта волны – цилиндрическая ДН Е-секториального рупора в Н- плоскости (5) В Е- плоскости за счет квадратичного закона распределения фазы ДН описывается сложным выражением через интегралы Френеля. Т. о. , Е-секториальный рупор сужает ДН в Е - плоскости.

3. Оптимальные по КНД рупоры Форма ДН, ее ширина, а, следовательно и КНД Н-секториального рупора определяются углом раскрыва рупора - Ф 0. Рис. 5 при увеличении угла раскрыва КДН вначале увеличивается (преобладает увеличение размера раскрыва - ар), а затем за счет увеличения фазовых ошибок ( возрастают по мере роста размера раскрыва). Максимально допустимая фазовая ошибка 3π4.

КНД ширина ДН оптимального Н секториального рупора (6) Ширина ДН и величина КНД Е секториального рупора зависят от угла раскрыва, т. е. от соотношения bp/ R. . Максимально допустимая фазовая ошибка π2, КИП оптимального Е-секториального qопт=0, 64.

4. Конструкция, характеристики и параметры пирамидального рупора. Пирамидальный рупор можно рассматривать как сочетание Еплоскостного и Н-плоскостного секториальных рупоров. а) островершинный рупор; б) клиновидный рупор амплитудно-фазовое распределение поля

ДН пирамидального рупора Ширина ДН оптимального пирамидального рупора КИП оптимального пирамидального рупора равен 0, 49. КНД оптимальная длина клиновидный пирамидальный рупор пирамидальный островершинный рупор

5. Конструкция, характеристики и параметры конического рупора амплитудно фазовое распреде ление ар - радиус раскрыва, R - длина рупора

ДН конического рупора где J 1(x) и J 1' (x) - функция Бесселя 1 -го рода 1 -го порядка и ее первая производная. ширина ДН КИП оптимального конического рупора равен qopt = 0, 5 КНД

Скачать презентацию Лекция 10 РУПОРНЫЕ АНТЕННЫ Учебные вопросы 1

Лекция_10 РА.ppt

Количество слайдов: 13