Рефераты Однозеркальная антенна

Вернуться в Электроника

Однозеркальная антенна
Общие сведения и принцип действия зеркальной антенны.Зеркальными антеннами называют антенны, у которых поле в раскрыве формируется в результате отражения электромагнитной волны от металличе-ской поверхности специального рефлектора (зеркала). Источником электромаг-нитной волны обычно служит какая-нибудь небольшая элементарная антенна, называемая в этом случае облучателем зеркала или просто облучателем. Зерка-ло и облучатель являются основными элементами зеркальной антенны.Зеркало обычно изготовляется из алюминиевых сплавов. Иногда для уменьшения парусности зеркало делается не сплошным, а решетчатым. Поверх-ности зеркала придается форма, обеспечивающая формирование нужной диа-граммы направленности. Наиболее распространенными являются зеркала в виде параболоида вращения, усеченного параболоида, параболического цилиндра или цилиндра специального профиля. Облучатель помещается в фокусе парабо-лоида или вдоль фокальной линии цилиндрического зеркала. Соответственно для параболоида облучатель должен быть точечным, для цилиндра - линейным. Наряду с однозеркальными антеннами применяются и двухзеркальные.Рассмотрим принцип действия зеркальной антенны. Электромагнитная волна, излученная облучателем, достигнув проводящей поверхности зеркала, возбуждает на ней токи, которые создают вторичное поле, обычно называемое полем отраженной волны. Для того чтобы на зеркало попадала основная часть излученной электромагнитной энергии, облучатель должен излучать только в одну полусферу в направлении зеркала и не излучать в другую полусферу. Та-кие излучатели называют однонаправленными.В раскрыве антенны отраженная волна обычно имеет плоский фронт для получения острой диаграммы направленности либо фронт, обеспечивающий получение диаграммы специальной формы. На больших (по сравнению с дли-ной волны и диаметром зеркала) расстояниях от антенны эта волна в соответст-вии с законами излучения становится сферической. Комплексная амплитуда на-пряженности электрического поля этой волны описывается выражением ,где - нормированная диаграмма направленности, сформированная зер-калом.Принцип действия простейшей зеркальной антенны приведен на рисун-ке:1 - зеркало, 2 - облучатель, 3 - сферический фронт волны облучателя, 4 - плоский фронт волны облучателя, 5 - диаграмма направленности облучателя, 6 - диаграмма направлен-ности зеркала.Точечный облучатель (например, маленький рупор), расположенный в фокусе параболоида, создает у поверхности зеркала сферическую волну. Зерка-ло преобразует ее в плоскую, т.е. расходящийся пучок лучей преобразуется в параллельный, чем и достигается формирование острой диаграммы направлен-ности.Геометрические характеристики параболоидного зеркала.Вспомним основные геометрические свойства параболоида.1. Нормаль к поверхности параболоида в любой точке лежит в плоскости, содержащий ось Z, и составляет угол с прямой, соединяющей эту точку с фокусом.Любое сечение параболоида плоскостью, содержащее ось Z, является параболой с фокусом в точке F. Кривая, получающаяся при сечения параболоида плоско-стью, параллельной оси Z, является также и параболой с тем же фокусным рас-стоянием f.Из первого свойства следует, что если поместить точечный источник электромагнитных волн в фокусе параболоида, то все лучи после отражение будут параллельны оси Z. Это означает, что отраженная волна будет плоской с фронтом, перпендикуляр-ным оси Z параболоида.Из второго свойства следует, что для анализа вопросов отражения волн от поверхности зеркала и наведения на нем токов можно ограничиться рассмот-рением любого сечения зеркала плоскостью, проходящей через ось Z или па-раллельно ей. Кроме того, из второго свойства вытекает, что для контроля точ-ности изготовления параболического зеркала достаточно иметь только один шаблон.При анализе параболических зеркал удобно одновременно использовать различные системы координат, переходя в процессе анализа от одной к другой, более удобной для последующих расчетов. Такими системами координат явля-ются:1. Прямоугольная с началом в вершине параболоида и осью Z, совпа-дающей с осью его вращения
Добавить в Одноклассники    

 

Rambler's Top100