Выбор размеров волновода

1.  Выбор размеров волновода.

Размеры поперечного сечения прямоугольного волновода  и выбираются из условия распространения в волноводе только основного типа волны Н₁₀:

Размер должен удовлетворять условию  и может быть выбран равным . [5] Этим требованиям удовлетворяет волновод Р-81. Он обладает полосой пропускания , внутренние размеры , толщина стенок 1.27мм, предельная мощность 1.77МВт. [6]

2.  По заданному КУ находим КНД рупора:

Считаем , т.е. мощность энергии, отдаваемой генератором в антенну, практически равняется мощности излучения антенны. Тогда  ().

По заданному КНД находим площадь раскрыва рупора:

,

где  для рупоров с коррекцией фазы [6]

3.  Находим стороны раскрыва рупора из соотношения . Зададим значение  из соображений, что сканирование осуществляется в плоскости Е, и, соответственно, ширина диаграммы направленности в этой плоскости должна быть достаточно широкой.

4.  Тогда:

5. 

Рассчитаем профиль линзы, найдём фокусное расстояние и ширину линзы (рис.3). Примем фокусное расстояние равным большей стороне линзы [6]:

Рис.3

Линза ускоряющая - коэффициент преломления . Пусть . Расстояние между пластинами a найдём из формулы

 [4].

Получаем:

Профиль линзы задаётся формулой [6]:

 (1)

Подставляя значения  и  в (1) получаем для данного случая:

 (2)

Считая в (2) y=a₁/2 найдём толщину линзы d.

Толщина линзы в плоскости Н будет другой.

Расчёт длины и углов раствора рупора

длина рупора в плоскости E:

длину рупора в плоскости Н считаем равной длине рупора в плоскости Е, т.е. R₂=R₁=23.3см

Находим углы раствора рупора:

6.  Расчёт диаграммы направленности рупорно-линзового излучателя:

Поле в раскрыве синфазное, амплитудное распределение в раскрыве принимаем совпадающим с полем в поперечном сечении питающего волновода. Тогда диаграмма направленности будет рассчитываться по следующим формулам [5]:

 - в Н плоскости;

 - в Е плоскости.

Соответственно для нашего случая диаграмма направленности примет вид:

 - в Н плоскости;

 - в Е плоскости.

Диаграмма направленности рупора в Н плоскости:

Диаграмма направленности рупора в Е плоскости:

Расчёт антенной решётки

Как уже отмечалось, антенные решётки позволяют сделать диаграмму остронаправленной, увеличить КНД антенны, обеспечить возможность обзора довольно широкого сектора пространства. Исходными данными для расчёта антенной решётки (рис.4) являются ширина диаграммы направленности, сектор сканирования.

Рис.4

Поляризация горизонтальная, значит, вектор  лежит в горизонтальной плоскости. Тогда параметры решётки в плоскости Е: d₁, n, L_y, , .

Параметры решётки в плоскости Н: d₂, m, L_z, .