Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Антенны

9.6. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТИПЫ РУПОРНЫХ АНТЕНН

9.6.1. Рупоры с коррекцией фазы в раскрыве

Из-за наличия в раскрыве рупора квадратичных фазовых ошибок невозможно получить ДН шириной уже 15°. Для сужения ДН целесообразно применение в раскрыве рупора диэлектрической линзы, преобразующей фазовый

Рис. 9.10

Рупор с коррекцией фазы в раскрыве

фронт проходящей сквозь нее ЭМВ из квадратичного в плоский (рис. 9.10).

При этом фокус F линзы совпадает с вершиной О рупора. Для секториальных рупоров используют цилиндрические линзы, а для пирамидальных и конических — линзы в виде тела вращения.

9.6.2. Рупоры с использованием высших типов волны

Такие антенны используются в качестве как самостоятельных антенн, так и в качестве облучателей зеркальных или линзовых антенн. Существует большое количество разновидностей таких антенн. Для примера рассмотрим коробчатый рупор. Он представляет собой скачкообразное симметричное увеличение широкой стенки прямоугольного волновода до размера раскрыва рупора ар (рис. 9.11). Его применяют в тех случаях, когда необходимо возбудить в рупоре более одного типа волн, чтобы сформировать заданное распределение поля в его раскрыве. Так как резкое изменение размеров широкой стенки волновода является ярко выраженной сосредоточенной неоднородностью, то в рупоре возбуждается как волна Н10, так и волна Н30.

Рис. 9.11

Коробчатый рупор

Соотношение амплитуд этих волн определяется соотношением а/ар. В свою очередь, величина ар выбирается исходя из возможности распространения в рупоре волны Н30, у которой критическая длина волны Лкр = 2ар/3, а также требуемым соотношением амплитуд полей этих волн. Так как волны Нг0 и Н30 имеют различные фазовые скорости, то в зависимости от длины рупора поля этих волн в раскрыве рупора могут быть противофазны или синфазны (рис. 9.12).

В первом случае распределение суммарного поля в раскрыве рупора более равномерно и рупор будет иметь более высокую направленность в //-плоскости, чем //-секториальный рупор с таким же размером раскрыва. В случае несинфазности полей волн //10 и Н30 в раскрыве распределение амплитуды поля будет более неравномерным и ДН в //-плоскости у коробчатого рупора будет шире, чем у Н-секториального рупора с таким же размером раскрыва. Поэтому эти свойства коробчатого рупора с волнами Н10 и Н30 используются на практике при необходимости изменения ширины ДН рупора с заданной величиной раскрыва.

В зеркальных антеннах РЛС, а также систем космической связи осуществляется автоматическое сопровождение целей по угловым координатам (слежение за низкоорбитальными спутниками), в качестве облучателей находят применение рупоры с использованием высших типов волн. Такие антенны должны на прием создавать две взаимно пересекающиеся ДН в каждой плоскости (рис. 9.13).

Уход цели (объекта) от линии пересечения ДН — равносигнального направления (РСН) — дает данные о стороне и степени отклонения, что позволяет автоматически дово- рачивать антенную систему до тех пор, пока РСН не будет вновь совпадать с направлением на цель.

Рис. 9.13

Взаимно пересекающиеся ДН

Рис. 9.12

Распределение фазы волн Я10 и Н30 в коробчатом рупоре

Для получения таких ДН необходимо, чтобы в рупоре, а далее и в волноводе возникли волны Н10 и Я20. Этого можно добиться, суммируя и вычитая их между собой в специальных устройствах обработки. Если широкую стенку волновода а выполнить больше длины волны А, то будут выполнены условия возбуждения таких типов волн. При этом пирамидальный рупор состыковывается не с одним, а с двумя соединенными по общей стенке волноводами (рис. 9.14).

Рис. 9.14

Конструкция пирамидального рупора со сдвоенным волноводом

Волна типа Н10, возбуждаемая в каждом волноводе, при синфазном суммировании в устройстве обработки формирует суммарную (обычную) ДН. По ней осуществляется прием информации. При противофазном сложении формируется разностная ДН, позволяющая определить отклонение цели (объекта) от РСН в вертикальной плоскости (рис. 9.15а). Волна Н2о, возбуждаемая также в каждом волноводе, формирует разностную ДН в горизонтальной плоскости (рис. 9.156).

Рис. 9.15

Разностная диаграмма направленности: а — ДН в вертикальной плоскости; б — ДН в горизонтальной плоскости.

Следует отметить большое разнообразие в конструкциях рупорных антенн, обусловленных особенностями их использования. В войсках связи и РТО ВВС они применяются как элементы АР (в радиотехнической системе посадки), а также в качестве облучателей зеркальных антенн (диспетчерские и посадочные РЛС, станции радиорелейной и спутниковой связи).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  • 1. Дать определение рупорной антенны.
  • 2. Перечислить основные типы рупорных антенн и пояснить их конструктивные особенности.
  • 3. Пояснить принцип действия рупорной антенны.
  • 4. Перечислить геометрические параметры рупорной антенны.
  • 5. Какова форма фазового фронта ЭМВ в раскрывах рупорных антенн различных типов?
  • 6. От чего зависит амплитудное и фазовое распределение в раскрыве рупорной антенны?
  • 7. От чего зависит ширина ДН рупорных антенн?
  • 8. Поясните наличие оптимальной длины рупорной антенны.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы