Исследование диаграмм направленности и коэффициента направленного действия апертурных антенн СВЧ диапазона. Струков И.Ф - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

13
Если волновод расширяется в плоскости
E
, то рупор называется
E
-
секториальным; если расширение волновода происходит в плоскости
H
, то
H
-
секториальным. Если расширение происходит в обеих плоскостях , то это
пирамидальный рупор.
Рупорные антенны в настоящее время не имеют достаточно строгой теории.
Их исследование ведется в основном методом деления задачи на две : внутреннюю
и внешнюю.
Внутренняя задача решается следующим образом: рупор предполагается
бесконечно длинным, а его стенки идеально проводящими. Находятся частные
решения однородных уравнений Максвелла при условии отсутствия сторонних
токов, что означает, что эти источники находятся вне рупора. Считается, что из
всех частных решений в соответствии со способом возбуждения определяющее
значение имеет решение , соответствующее волне низшего порядка . Далее
предполагается, что при конечной длине рупора внутреннее поле в рупоре и его
раскрыве сохраняется таким , каким оно получается для бесконечно длинного
рупора.
Внешняя задача решается как дифракция поля , найденного по внутренней
задаче , на отверстии в плоском экране [1-2].
На рисунке 6 приведен вид простейшей рупорной антенны .
1
R
и
2
R
- высоты
рупора – расстояния от центра раскрыва до линий пересечения соответствующих
противолежащих пар сторон рупора.
Рис. 6.
Обычно пирамидальный рупор питается волноводом с волной
10
H
. Этот тип
волны сохраняется и в рупоре, хотя волна
10
H отличается от таковой в волноводе :
во - первых, фронт волны в пирамидальном рупоре является сферой с центром в
вершине рупора в случае остроконечного рупора
)(
HE
RR
=
, либо несколько
искаженной криволинейной поверхностью , близкой к сфере, в случае
клинообразного рупора
)(
HE
RR
≠
; во -вторых, на больших расстояниях от
вершины рупора поле его мало отличается от чисто поперечной волны, т.е .
E
r
и
H
r
могут считаться касательными к фронту волны . 
                                                  13
      Если во лно во д р а сш и р яе тся в пло ско сти E , то р упо р на зы ва е тся E -
се кто р и а льны м ; е сли р а сш и р е ни е во лно во да пр о и сх о ди т в пло ско сти H , то H -
се кто р и а льны м . Если р а сш и р е ни е пр о и сх о ди т в о б е и х пло ско стях , то это
пи р а м и да льны й р упо р .
      Рупо р ны е а нте нны в на сто ящ е е вр е м я не и м е ю т до ста то чно стр о г о й те о р и и .
И х и ссле до ва ни е ве де тся в о сно вно м м е то до м де ле ни я за да чи на две : внутр е нню ю
и вне ш ню ю .
      В нутр е нняя за да ча р е ш а е тся сле дую щ и м о б р а зо м : р упо р пр е дпо ла г а е тся
б е ско не чно дли нны м , а е г о сте нки и де а льно пр о во дящ и м и . Н а х о дятся ча стны е
р е ш е ни я о дно р о дны х ур а вне ни й М а ксве лла пр и усло ви и о тсутстви я сто р о нни х
то ко в, что о зна ча е т, что эти и сто чни ки на х о дятся вне р упо р а . Счи та е тся, что и з
все х ча стны х р е ш е ни й в со о тве тстви и со спо со б о м во зб ужде ни я о пр е де ляю щ е е
зна че ни е и м е е т р е ш е ни е , со о тве тствую щ е е во лне ни зш е г о по р ядка . Д а ле е
пр е дпо ла г а е тся, что пр и ко не чно й дли не р упо р а внутр е нне е по ле в р упо р е и е г о
р а скр ы ве со х р а няе тся та ки м , ка ки м о но по луча е тся для б е ско не чно дли нно г о
р упо р а .
      В не ш няя за да ча р е ш а е тся ка к ди фр а кци я по ля, на йде нно г о по внутр е нне й
за да че , на о тве р сти и в пло ско м экр а не [1-2].
      Н а р и сунке 6 пр и ве де н ви д пр о сте йш е й р упо р но й а нте нны . R1 и R2 - вы со ты
р упо р а – р а ссто яни я о т це нтр а р а скр ы ва до ли ни й пе р е се че ни я со о тве тствую щ и х
пр о ти во ле жа щ и х па р сто р о н р упо р а .




                                                  Ри с. 6.

       О б ы чно пи р а м и да льны й р упо р пи та е тся во лно во до м с во лно й H10 . Э то т ти п
во лны со х р а няе тся и в р упо р е , х о тя во лна H 10 о тли ча е тся о тта ко во й в во лно во де :
во -пе р вы х , фр о нт во лны в пи р а м и да льно м р упо р е являе тся сфе р о й с це нтр о м в
ве р ш и не р упо р а в случа е о стр о ко не чно г о р упо р а ( R E = RH ) , ли б о не ско лько
и ска же нно й кр и во ли не йно й по ве р х но стью , б ли зко й к сфе р е , в случа е
кли но о б р а зно г о р упо р а ( R E ≠ RH ) ; во -вто р ы х , на б о льш и х р а ссто яни ях о т
                                                                                                   r
веr р ш и ны р упо р а по ле е г о м а ло о тли ча е тся о т чи сто по пе р е чно й во лны , т.е . E и
H м о г утсчи та ться ка са те льны м и к фр о нтуво лны .

Страницы