Зеркальные антенны. Лекция №18. АФУ

Содержание

Слайд 2

Зеркальные антенны Параболические антенны Цииндропараболические антенны Антенны Кассегрена Рис. 18.1

Зеркальные антенны

Параболические антенны

Цииндропараболические антенны

Антенны Кассегрена

Рис. 18.1

Слайд 3

18.1.Принцип действия и конструкция зеркальных антенн. Рис. 18.2 Облучатель Зеркало

18.1.Принцип действия и конструкция зеркальных антенн.

Рис. 18.2

Облучатель

Зеркало

Слайд 4

Принцип действия зеркальных антенн в режиме передачи заключается в преобразовании с

Принцип действия зеркальных антенн в режиме передачи заключается в преобразовании с

помощью отражающей поверхности специальной формы слабо направленного поля первичного источника т.е. облучателя во вторичное поле с остронаправленной диаграммой направленности.
Слайд 5

Рис. 18.3 Зеркало Облучатель

Рис. 18.3

Зеркало

Облучатель

Слайд 6

Рис. 18.4

Рис. 18.4

Слайд 7

В зеркальной антенне осуществляется преобразование сферического и цилиндрического фронта волны облучателя

В зеркальной антенне осуществляется преобразование сферического и цилиндрического фронта волны облучателя

в плоский фазовый фронт на выходе антенны.

Зеркало должно полностью отражать падающие на нее электромагнитные волны.
Наилучшими отражающими свойствами обладают сплошные металлические поверхности, толщина которых должна быть в 2-3 раза больше глубины скин слоя(толщины проникновения в металл).

Слайд 8

Обычно, сплошные отражатели выполняются в виде металлических листов, которые наносятся на

Обычно, сплошные отражатели выполняются в виде металлических листов, которые наносятся на

легкую диэлектрическую поверхность.

Для понижения веса и ветровых нагрузок отражающие поверхности выполняют в виде:
1) перфорированных листов;
2) однолинейной сетки из проводов круглого или прямоугольного сечения;
3) двух линейной сетки.

Слайд 9

При не сплошном зеркале, часть электромагнитной энергии проникает через него, образуя

При не сплошном зеркале, часть электромагнитной энергии проникает через него, образуя

нежелательное излучение в обратном направлении, и понижая коэффициент усиления антенны.
Качество не сплошного отражателя характеризуется коэффициентом прохождения - Т
Слайд 10

Т=Рпр/Рпад где Рпр- мощность, просочившаяся через некоторый участок поверхности, Рпад - мощность, падающая на этот участок

Т=Рпр/Рпад
где
Рпр- мощность, просочившаяся через некоторый участок поверхности,
Рпад -

мощность, падающая на этот участок
Слайд 11

Отражатель считается хорошим, если Т Это выполняется, если dот=0.2λ для перфорированных

Отражатель считается хорошим, если Т<0,02.
Это выполняется, если dот=0.2λ
для перфорированных отражателей
если

расстояние между проводами d<0.1λ, а радиус провода r>0.01λ.
Слайд 12

Геометрические характеристики параболических антенн Рис. 18.5 z B A Z1 L


Геометрические характеристики параболических антенн

Рис. 18.5

z

B

A

Z1

L

P

C

P1

F

Ф0

Ф

h

O

Слайд 13

Зеркальные антенны имеют наибольший КНД при плоском фронте волны в раскрыве


Зеркальные антенны имеют наибольший КНД при плоском фронте волны в

раскрыве АВ. Для расчета профиля зеркала обеспечивающего плоский фронт волны, используется закон равенства оптических длин путей между фронтами волны.
Условия применимости законов геометрической оптики в Зеркальных Антеннах выполняются, т.к. их размеры больше длины волны.
Слайд 14

Пусть в фокусе F находится источник сферической волны. Плоский фронт волны


Пусть в фокусе F находится источник сферической волны. Плоский фронт

волны будет в том случае, если для луча отраженного от точки Р, на поверхности зеркала, выполняется условие:
FPC=FOZ’ (FP+PC=FO+OZ’)
OZ- оптическая ось зеркала
Слайд 15

FP=ρ; PC=ρCosφ-(f-h)=PP’-Z’F , FO=f (фокусное расстояние); OZ’=h - глубина зеркала. ρ+[ρCosφ-(f-h)]=f+h,

FP=ρ; PC=ρCosφ-(f-h)=PP’-Z’F ,
FO=f (фокусное расстояние);
OZ’=h - глубина зеркала.
ρ+[ρCosφ-(f-h)]=f+h,
ρ(1+Cosφ)=f+h+f-h,
ρ=2f/(1+Cosφ). (18.1)
уравнение поверхности

зеркала в полярной системе координат (уравнение параболы)
Слайд 16

h>f (φo>π/2), короткофокусное З. h

h>f (φo>π/2), короткофокусное З.

h

Слайд 17

При z=h, x=L/2 L2=16fh (18.3) из (18.1) следует, при φ=φо, L=4ftg(φo/2) (18.4).

При z=h, x=L/2
L2=16fh (18.3)
из (18.1) следует, при φ=φо,
L=4ftg(φo/2) (18.4).

Слайд 18

Цилиндропараболические антенны. С D A B O O1 Xs X Y

Цилиндропараболические антенны.

С

D

A

B

O

O1

Xs

X

Y

Ys

F

a

b

Z

а/b = 2-5

Рис. 18.6

f=b2/(16h)

Слайд 19

Рис. 18.7

Рис. 18.7

Слайд 20

Рис. 18.8

Рис. 18.8

Слайд 21

Рис. 18.9

Рис. 18.9

Слайд 22

Es(xs,ys)=Eo e(xs) e(ys) (18.5) где Ео-максимальная напряженность поля в раскрыве; e(xs)-нормированная

Es(xs,ys)=Eo e(xs) e(ys) (18.5)
где Ео-максимальная напряженность поля в раскрыве;
e(xs)-нормированная функция распределения амплитуд в

вертикальной плоскости;
e(уs)-нормированная функция распределения амплитуд в горизонтальной плоскости;
Слайд 23

Рис. 18.10 Сегментно-параболический облучатель

Рис. 18.10

Сегментно-параболический облучатель

Слайд 24

xs=ρSinφ (18.6)

xs=ρSinφ

(18.6)

Слайд 25

e(xs)=F(φ)Cos(φ/2) (18.7) xs=2ftg(φ/2)

e(xs)=F(φ)Cos(φ/2) (18.7)

xs=2ftg(φ/2)

Слайд 26

F Xs O Z dxs dФ Рис. 18.11

F

Xs

O

Z

dxs


Рис. 18.11

Слайд 27

Рис. 18.12

Рис. 18.12

Слайд 28

Рис. 18.13

Рис. 18.13

Слайд 29

Рис. 18.14

Рис. 18.14