star1

Облучатели.

В качестве облучателей зеркал параболических антенн применяют слабонаправленные антенны, обладающие однонаправленным излучением (в сторону зеркала). Фазовый центр облучателя совмещается с фокусом зеркала. При этом облучатель должен создавать в пределах угла раскрыва зеркала сферическую или близкую к ней волну.

Диаграмма направленности облучателя должна обеспечивать требуемое амплитудное распределение в раскрыве при малом переливании энергии через края зеркала, по возможности обладать осевой симметрией и минимальным уровнем боковых и задних лепестков. Структура излучаемого облучателем поля должна быть такова, чтобы было незначительным поле с поперечной поляризацией. Желательно иметь малые размеры облучателя, чтобы уменьшить его экранирующее действие (теневой эффект) на поле, излучаемое зеркалом; элементы крепления облучателя также не должны существенным образом искажать отражённое зеркалом поле. Диапазонные свойства параболической антенны в основном зависят от облучателя, поэтому от него требуется широкая полоса пропускаемых частот, как по направленным свойствам, так и по входному сопротивлению. Облучатель и его тракт питания следует рассчитывать и конструировать так, чтобы заданная мощность пропускалась без возможности пробоя диэлектрика.

Если необходимо, чтобы антенна обладала большой широкополосностью, то в качестве облучателей могут использоваться логопериодические антенны, плоские и конические спирали.

Вибраторные облучатели, питаемые с помощью коаксиальных линий, применяют обычно в дециметровом диапазоне и в длинноволновой части сантиметрового диапазона. Для создания однонаправленного излучения используют контррефлекторы в виде пассивных вибраторов или металлических дисков диаметром 0.7… 0.8l (рис.10). Фазовый центр облучателя находится между вибратором и рефлектором. Диаграмма направленности облучателя с дисковым рефлектором близка к осесимметричной и приблизительно может быть определена по формуле

F₀(g)=cos²g.

Рис.10. Вибраторный облучатель. Вибраторы, питаемые с помощью волноводов, - волноводно-вибраторные облучатели (рис.11) - применяют на волнах короче 10см. В середине выходного отверстия волновода устанавливается тонкая металлическая пластина перпендикулярно линиям вектора Е, к которой в их центре крепят два вибратора на расстоянии примерно 0,3 … 0,25l друг от друга. Вибраторы возбуждаются полем, выходящим из открытого конца волновода. Длины вибраторов подбираются так, чтобы второй вибратор играл роль контррефлектора. Фазовый центр расположен между вибраторами (ближе к первому из них).Стенки волновода, параллельные вектору H, суживаются к концу для того, чтобы ослабить затенение зеркала волноводом.

Рис.11. Волноводно-вибраторный облучатель. Вибраторные облучатели целесообразно использовать в случае довольно глубоких параболических зеркал (примерно при 2y₀=120 … 180⁰). Недостатком вибраторных облучателей является их узкополосность.

Для создания круговой поляризации можно применить спиральный и крестообразный (турникетный) облучатель (рис.12). Облучатели этого типа применяются также в зеркальных антеннах РРЛ, если передаваемые и принимаемые поля имеют взаимно перпендикулярную поляризацию. В этом случае один из вибраторов используют для передачи, другой - для приёма.

Рис.12. Турникетный облучатель. На сантиметровых и более коротких волнах широко применяют волноводные (круглые и прямоугольные) и рупорные облучатели (рис.13).

Рис.13. Рупорный облучатель. Иногда их используют на дециметровых волнах. Эти облучатели позволяют передавать большую мощность и имеют лучшие диапазонные свойства, чем вибраторные. Однако из-за наличия волновода затеняют зеркало. Небольшой пирамидальный или конический рупор на конце волновода позволяет получить пространственную диаграмму направленности, сравнительно симметричную относительно оси зеркала. Такой облучатель имеет более узкую диаграмму направленности, чем волноводный, и поэтому может применятся в случаях более длиннофокусных параболоидов. Рупорный облучатель имеет значительно меньшее излучение в обратном направлении, чем волноводный. Применение рупорного облучателя с фазирующей секцией позволяет с помощью зеркала получить вращающуюся поляризацию. С помощью рупора можно обеспечить оптимальное облучение зеркала с углом раскрыва 2y₀=100...150⁰. Однако такие облучатели создают амплитудное распределение в раскрыве зеркала, далёкое от равномерного. При этом утечка энергии за края зеркала довольно высока.

Следует иметь в виду, что на практике фазовый фронт волны облучателя вблизи поверхности зеркала часто существенно отличается от сферического (это относится к некоторым вибраторным облучателям, несинфазным рупорам, логопериодическим облучателям и др.) и, кроме того, возможна неточность в установке облучателя. Всё это приводит к уменьшению коэффициента усиления антенны. Существуют различные способы уменьшения уровня боковых лепестков рупорных облучателей, обладающие однако существенными недостатками (снижение коэффициента усиления, изменение геометрических размеров и др.).

На предыдущую страницу. На стартовую страницу. На следующую страницу.