Расчет геометрических размеров антенны и облучателя

Так как в качестве облучателя используется линейка синфазных вибраторов, то антенная линза является цилиндрической и диаграмма направленности антенны в H плоскости определяется диаграммой направленности облучателя.

Ширину ДН в H плоскости можно легко менять в широких пределах изменением числа излучателей N. Направленные свойства линейки характеризует функция

где k – волновой вектор.

, получаем уравнение относительно N. Численное решение этого уравнения в системе Maple дает значение N = 14. Тогда раскрыв линзы в° = 4jПодставив значение H плоскости будет

,

где d – расстояние между вибраторами. Оно вычисляется по формуле

см.

l - длина волны в волноводе, LЗдесь _КР = 8 см – критическая длина волны. В качестве волновода выбираем волновод МЭК58. Таким образом, длина излучателя и раскрыв антенны в Н плоскости равны D_H = (N +1) ×d 6,49 =48,9 см.× = 15

При расчете геометрических размеров антенны в Е плоскости обратимся к рис.3, на котором представлен профиль в плоскости E ускоряющей металлопластинчатой антенны с плоским выходным излучающим раскрывом и облучателем, расположенным в точке фокуса F.

На рис. 3 приняты следующие обозначения:

F - фазовый центр облучателя;

f - фокусное расстояние;

D - раскрыв линзы (в плоскости E);

t – толщина линзы;

q₉ · угол раскрыва линзовой антенны;-·

– текущий угол раскрыва линзовой антенны;q

r₉ – радиус раскрыва линзы;

ρ – текущий радиус раскрыва линзы;

r₉ – расстояние от фазового центра облучателя до края раскрыва линзы;

r – текущее расстояние от фазового центра облучателя до освещенной по­верхности линзы.

Рис.3. Профиль ускоряющей металлопластинчатой линзы в главной плоскости.

Определим размер раскрыва линзы E плоскости, используя соотношение

Здесь - коэффициент, учитывающий закон распределения амплитуды поля на излучающем раскрыве в соответствующей плоскости. Его определяем по данным Приложения 2методических указаний. При выборе коэффициента руководствуемся требуемым уровнем первого бокового лепестка и заданным уровнем поля на краю раскрыва, а также предполагаемым законом линзы. Последний определяется типом облучателя линзы.

В нашем случае - линейка вибраторов - закон распределения поля косинусоидальный. При прикидочном расчете выберем степень аппроксимирующего полинома p =9,2 получаем: АD=1. Тогда для ⁹.° = 62

Размер раскрыва будет

см.

Коэффициент преломления выберем равным n = 9,5. Это соответствует расстоянию между параллельными пластинами линзы a = 9,58 .

Определим минимальное фокусное расстояние, воспользовавшись неравенством (1.5)

Выберем фокусное расстояние равным 1,1 f _min: f = 128 см.

Определим толщину металлопластинчатой линзы, исходя из соотношения

см.

Определим угол раскрыва q ₉ из соотношения

qПолучаем: ₉.° = 35,98
^