Нормальная ДН описывается выражением

коэффициент использования поверхности в этом случае равен .

Если амплитуда спадает к краям зеркала, то ДН расширяется, а УБЛ уменьшается – это хорошо, но повышается – это нежелательно. Ищут компромиссное решение.

Для максимального КУ спад на краю зеркала не должен превышать – 10 дБ по отношению к центру.

Для минимального значения УБЛ этот спад равен (-15…-20)дБ.

Таким образом:

1) Распределение в раскрыве зеркала определяется ДН облучателя и соотношение

2) Выбирая тот или иной облучатель, размер параболоида и значения , добиваться получения требуемой ДН зеркальных антенн.

В качестве примера рассмотрим ДН зеркальной антенны, облучаемой эллиптическим диполем с дисковым рефлектором.

ДН для Е и Н – плоскостей для двух значений приведены на рис. 5. Видно, что . Это объясняется тем что в плоскости Н поле в раскрыве зеркала более равномерно, чем в плоскости Е. это обусловлено направленными свойствами облучателя.

Рис. 83. Диаграммы направленности параболоида, облучаемого диполем с дисковым рефлектором.

 

 

Рис. 84

Эта ДН облучателя в плоскости Е она дает спадающее к краям поле в раскрыве зеркала.

 

 

Рис.7

Эта ДН облучателя в плоскости Н она дает менее спадающее поле в раскрыве зеркала.

В табл. 1 даны значения ширины ДН по половине мощности и УБЛ для зеркал различной глубины. В этой таблице Н₁ и Н₂ – первый и второй боковые лепестки в плоскости ; Е₁ и Е₂ – соответствующие лепестки в плоскости .

Таблица 1.

					Уровень боковых лепестков, дБ
Н1	Н2	Е1	Е2
0,4	1,67		1,73		–	–	–	–
0,6	1,73		1,95
0,8	1,90		2,27
1,0	2,17		2,63

 

Приведенные в таблице данные являются ориентировочными. На практике соответствующие величины могут изменятся в зависимости от ряда факторов (типа облучателя, точности изготовления антенны, точности фокусировки и т.п.).

КНД и КУ зеркальных антенн.

а) ,

где - геометрическая площадь, - коэффициент использования поверхности и определяется амплитудой поля в раскрыве зеркала.

(1)

В случае параболических зеркал имеем.

; ; (2)

Подставив (1) в (2) получим

(3)

Для приближенного расчета пренебрегают зависимостью распределения поля от и считают, что амплитуда поля в раскрыве является функцией только координаты , тогда (3) упрощается и принимает вид

Для облучателя в виде диполя с диполевым рефлектором имеет вид.

Рис. 84. Завистимость коэффициента использования поверхности раскрыва от угла раскрыва зеркала.

при – это объясняется тем, что поле очень малых зеркал приблизительно равномерное. С увеличением глубины зеркал быстро уменьшается.

КНД по формуле а) не учитывает потерь энергии на рассеивание, то есть энергии проходящей от облучателя мимо зеркала.

Для более полной характеристики следует использовать такой параметр, как КУ антенны

– КПД

Тепловыми потерями электромагнитной энергии на поврхности зеркала можно пренебречь (они очень малы).

Тогда под следует понимать

где – энергия попадающая на зеркало, – мощность излученная облучателем.

Для определения этого отношения окружим облучатель сферой радиусом элемент поверхности сферы равен

Рис. 85. К определению КПД зеркальной антенны.