Для конического рупора оптимальных размеров

; ;

; ; .

Ответ: υ = 19°24'; d = 26,4 см.

5.16. Определить КУ и ширину ДН в плоскостях Е и Н конического рупора по данным задачи 5.15.

Ответ. G ₀= 55,6; 2 θ_{Е 0,5 Р} = 18,2^о ; 2 θ_{Н 0,5Р}  21,2°.

 

Зеркальные антенны

5.17. Сформулировать основные определения, связанные с рефлекторными (зеркальными) антеннами.

5.18. Описать принцип действия параболической антенны исходя из законов геометрической (лучевой) оптики.

5.19. Определить коэффициент направленного действия D ₀антенны с рефлектором в виде параболоида вращения диаметром d = 60 см при длине волны λ = 2см и коэффициенте использования поверхности антенны υ = 0,55.

Ответ. D ₀ = 4950.

5.20. Определить ширину ДН 2 θ_{Е 0,5Р}, 2 θ_{Н 0,5 Р} антенны с рефлектором в виде параболоида вращения диаметром d = 50 см, облучаемого полуволновым вибратором с плоским контррефлектором (рис. 5.3), если длина волны, на которой работает антенна λ = 2,5 см.

Ответ. 2 θ_{Е 0,5 Р} = 3°45', 2 θ_{Н 0,5 Р} = 3°30'

5.21. Антенна с зеркалом в виде параболического цилиндра и линейного облучателя имеет раскрыв d ₁ = 4м, d ₂ = 0,4 м и излучает волны длиной λ = 8 см. Определить ширину ДН2 θ_{Е 0,5Р}; 2 θ_{Н 0,5Р}.

Ответ. 2 θ_{Е 0,5 Р}  1,2°; 2 θ_{Н 0,5 Р}  12°.

Из полученного результата видно, что форма ДН плоская (веерная).

Рис. 5.3

5.22. Описать, как влияет на ДН параболической антенны смещение облучателя по фокальной линии зеркала и поперек этой линии. В каких пределах допустимо смещение облучателя из фокуса зеркала?

5.23. Параболоид вращения диаметром d = 1,3 м облучается полуволновым вибратором с плоским контррефлектором. Предусмотрено оптимальное отношение d к фокусному расстоянию f. Определить смещение ∆ Х облучателя из фокуса зеркала, требуемое для отклонения луча антенны на угол δ = 12° от фокальной линии.

Поиск решения. Зная, что оптимальное отношение d / f =2,6, начинаем с вычисления фокусного расстояния f. Затем, по формуле находим ∆ Х.

Решение.

1. Фокусное расстояние антенны

 м.

2. Смещение облучателя из фокуса рассчитывается по формуле

 м = 12 см.

5.24.Определить фокусное расстояние f параболоида вращения, имеющего угол раскрыва 2 υ₀ = 120° и КНД D ₀ = 400 при длине волны λ = 3 см и КИП антенны v = 0,6.

Поиск решения. Зная, что КНД, КИП, рабочая длина волны и геометрическая площадь раскрыва S_А связаны зависимостью

,

определяем S _A, а затем из формулы   вычисляем диаметр зеркала d.

Теперь обращаемся к формуле

,

чтобы вычислить фокусное расстояние f.

Решение.

1. Геометрическая площадь раскрыва зеркала

 см².

2. Диаметр параболоида

 см.

3. Фокусное расстояние антенны

 см.

5.24. Определить угол раскрыва 2 υ₀ параболоида вращения, имеющего фокусное расстояние 20 см, КНД 1000 при длине волны 4 см и КИП антенны 0,5.

Ответ. 2 υ₀ = 71°.

5.25. Перечислить и обосновать требования, предъявляемые к облучателям рефлекторных антенн.

5.26. Описать схему и принцип действия антенны Кассегрена. Какую роль выполняют в ней вспомогательное и основное зеркала? Какой профиль придают этим зеркалам?

5.27. Сравнить антенну Кассегрена с однозеркальной параболической антенной, отметить их преимущества и недостатки.

5.28. Описать схему и принцип действия двухзеркальной антенны со смещенной фокальной осью (АДЭ – антенна двухзеркальная с малым эллиптическим зеркалом). Чем различаются АДЭ и антенна Кассегрена, и какие преимущества имеет первая перед второй?

5.29. На рис. 5.4 показана двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью. Указать цифры, обозначающие параболическое зеркало; рупорный облучатель; дополнительное зеркало; фокусы параболы; фазовый центр облучателя. Перечислить технические характеристики антенны АДЭ-5.

Рис. 5.4

 

5.30. Описать устройство и принцип действия рупорно-параболической антенны (РПА). Какие преимущества дает конструктивное объединение рупорного облучателя с параболическим зеркалом? Какие эксплуатационные недостатки имеют РПА?

5.31. Описать волноводно-вибраторный и сегментно-параболический линейные облучатели. Какую форму имеет ДН и какой формулой выражается КНД сегментно-параболической антенны?

5.32. Описать антенны с зеркалом в виде усеченного параболоида. Какую форму имеет зеркало при симметричном и несимметричном усечении зеркала. Каким образом при несимметричном усечении исключается затенение зеркала облучателем?

5.33. Описать форму и уравнение ДН типа, f (θ) = cosec θ. В каких случаях требуются антенны с такой ДН (рис. 5.5)?

Рис. 5.5