Вопросы согласования

В РПА есть несколько возможных источников отраженных волн. В первую очередь – это место соединения рупорной части антенны с питающим волноводом. Использование плавных переходов от волновода к рупору позволяет практически исключить отраженную волну. Так, при длине перехода и совмещении формы перехода с точностью до первой производной с волноводом и рупором можно обеспечить коэффициент отражения около 0,1%. Размеры поперечного сечения рупорного перехода должны плавно изменяться на достаточно большой длине. Высокое согласование можно получить, если принять закон изменения поперечного сечения рупора согласно полиному:

, (3.34)

где коэффициенты определяются из условия совпадения размеров рупорного перехода со входным отверстием антенны и с соответствующими размерами сечения волновода.

Порядок расчета рпа

При проектировании РПА для РРЛ обычно задаются средней длиной рабочей волны λ, полосой частот 2Δf/f мощностью передатчика Р₁, напряженностью поля в точке приема Е, длиной трассы связи r, высотой передающей h₁ и приемной h₂ антенн, поляризацией – вертикальной или горизонтальной. При расчете необходимо:

1. Задаваясь апертурным КИП ν_А =0.8, рассчитать площадь раскрыва:

. (3.35)

2. Если задан коэффициент усиления антенны G_m, то задаваясь результирующим КИП ν_рез = 0.65, вычислить площадь раскрыва:

. (3.36)

3. Выбрать углы раскрыва .

4. Для выбранного угла γ по формуле (3.15) рассчитать фокусное расстояние параболоида f (или см.формулу (3.31)).

5. Выбрать угол облучения РПА δ (обычно δ = 90º) и рассчитать размеры раскрыва L₁, L₂. Если задана игольчатая ДН, для вертикальной поляризации сделать это по формулам (3.19) – (3.21), а для горизонтальной – по формулам (3.22) – (3.23). Для другого соотношения между шириной ДН в плоскостях Е и Н это также легко сделать, воспользовавшись формулами (3.19) для вертикальной, или формулами (3.21) для горизонтальной поляризации.

6. По формулам (3.25) и (3.26) определить размеры R₁ и R₂.

7. Для проверки найденных размеров РПА можно воспользоваться рис.3.7.

8. На средней и крайних частотах диапазона рассчитать и построить ДН РПА для вертикальной поляризации по формулам (3.27), (3.29), а для горизонтальной поляризации – по формулам (3.18), (3.30). По найденным ДН определить их ширину «по нулям» и «по половине мощности», а также уровень первых двух боковых лепестков.

9. Рассчитать КНД спроектированной антенны.

10. Определить апертурный КИП раскрыва РПА для вертикальной поляризации по формуле (3.32), а для горизонтальной поляризации – по формуле (3.33).

Литература

1. Г.Н. Кочержевский, Г.А. Ерохин, Н.Д. Козырев. Антенно-фидерные устройства. Радио и связь, 1989.

2. Г.З. Айзенберг, В.Г. Ямпольский, О.Н. Терешин. Антенны УКВ (1, 2 том). Радио, 1977.

3. В.П. Чернышов, Д.И. Шейнман. Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства. Радио и связь, 1989.

4. Л.К.Андрусевич,А.А.Ищук. Антенно-фидерные устройства. СибГУТИ, 2006.

5. Конспект лекций.