МОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК НАПРАВЛЕННОСТИ ДВУХМОДОВОЙ ЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ

February 11, 2013 by admin Комментировать »

Ростокин и. Н., Самохин А. В., Ростокина Е. А. Муромский институт Владимирского государственного университета ул. Орловская, 23, г. Муром, 602245, Владмирской обл. e-mail: kipra@mivlgu.ru

Аннотация – В антенной технике известен метод создания антенн со специальными характеристиками направленности при использовании многомодового режима работы. В данной работе исследуются направленные свойства зеркальной антенны при формировании приемного сигнала на двух модах круглого волновода.

I.                                       Введение

Исследуемая параболическая зеркальная антенна содержит волноводный облучатель построенный на основе круглого волновода с распространяющимися в нем двумя модами Нц и Εοι [1]. Для реализации такого режима радиус волновода выбирается из условия распространения в нем волны Нц и Εοι, но не допускающим распространения более высоких типов волн, в частности волны Ео2[1].

Моделирование характеристик направленности антенны производится на основе апертурного метода, т. е. первоначально находится поле в раскрыве зеркала, а затем путем использования принципа эквивалентных источников определяется поле излучения [2].

Выражения для поля волны Εοι в раскрыве антенны имеет вид [1]:

II.                              Основная часть

где Eeoi(R,9) – поле волны Е01 в плоскости Е в раскрыве параболоида; R – текущий радиус раскрыва параболоида; γ – волновое число; J0 – функция Бесселя нулевого порядка; Fe (R, φ) – ДН облучателя с волной Е01 в плоскости Е; Ψ(R) -угол между направлением на текущую точку параболоида и его фокальной осью; Zb – волновое сопротивление свободного пространства; ZcE01 – волновое сопротивление волны Е01.

где Ehii(R,9) – поле волны Н11 в плоскости Е в раскрыве параболоида; Л – функция Бесселя первого порядка; Fh (R, φ) – ДН облучателя с волной Н11 в

Puc. 2. ДН зеркальной антенны на волне Нц Fig. 2. DN ofthe mirror antenna on a wave Нц

Выражение, определяющие поле волны Н11 в раскрыве антенны имеет вид [1,2]:

плоскости Е; ZcHII – волновое сопротивление волны Н11.

Формулы для ДН зеркальной антенны с двумя типами волн имеют вид:

Для анализа направленных свойств параболической антенны, осуществляющей прием на двух типах волн, построены ДН по формулам (5) и (6) для зеркальной антенны с радиусом раскрыва 760 мм на длине волны 3.2 см при условии, что в качестве облучателя используется раскрыв круглого волновода радиуса 15 мм. Результаты моделирования представлены на рисунке 1 и 2.

Θ

Рис. 1. ДН зеркальной антенны на волне Еоь Fig. 1. DN ofthe mirror antenna on a wave Eoi

Анализ лолученных данных локазал, что двухмодовая зеркальная антенна в общем сохраняет форму диаграммы направленности лри синфазном и противофазном возбуждении раскрыва в 20 % полосе частот; изменение относительного уровня потерь информационного сигнала во всей полосе частот не превышает 1 %; относительное изменение уровня мощности, принимаемой через область рассеяния антенны, для основного и дополнительного канала во всей частотной области изменяется незначительно, что позволит осуществлять коррекцию уровня сигнала компенсации на одно и тоже значение для всего рабочего диапазона.

III.                                  Заключение

Полученные результаты моделирования показали наличие двух различных угловых секторов основного приема у зеркальной антенны: угловой сектор вблизи оси зеркала – на волне Нц, полый конусовидный угловой сектор вокруг оси антенны – на волне Ео1. Такие направленные свойства зеркальной антенны с двумя типами волн позволяют сделать вывод о возможности их использования в специальных задачах по пространственной селекции сигналов.

IV.                           Список литературы

[1] Антенны УКВ/ Г. 3. Айзенберг и др.; под ред.

Г. 3. Айзенберга.-М.: Связь, 1977.-288 с.

[2] Драбкин А. П., Зузенко В. Л. Антенно-фидерные устройства.-М.: Сов. радио, 1961 .-816с.

[3] Фалин В. В. Радиометрические системы СВЧ.-М.: Луч, 1997.-440 с.

MODELLING OF ORIENTATION CHARACTERISTICS FOR THE TWO-WAWE MIRROR ANTENNA

Rostokin I. N., Samohin A. V., Rostokina E. A.

The Murom Institute of the Vladimir State University 23, Oryol Str, Murom, 602245, Vladmir Region e-mail: kipra@mivlgu.ru

Abstract – The method of creation of aerials with special characteristics of orientation is known in the aerial engineering using multi-wave mode of operation. In the given work the directed properties of the mirror aerial are investigated when forming a reception signal on two waves of a round wave-guide.

I.                                         Introduction

The studying parabolic mirror aerial contains a wave-guide irradiator constructed on the basis of a round wave-guide extending two waves Huand Eoi [1]. For realization of such mode the radius of a wave guide is chosen taking into account a condition of distribution of wave Huand Eoi, but not admitting distribution of higher types of waves, particularly waves E02 [1 ].

Modelling of orientation characteristics of the aerial is made on the basis of the aperture method, I. e. originally there is a field in opening of mirrors, and then the field of radiation [2] is determined by use of a principle of equivalent sources

II.                                        Main Part

Expression for a wave field Eoi in the aerial opening looks as follows [1]:

The expression, determining wave field Hufor the aerial opening is as follows [1,2]:

Formulas for DN of the mirror aerial with two types of waves look like:

For the analysis of the directed properties of the parabolic aerial which is carrying out reception at two types of waves,

DN’s are obtained as per formulas (5) and (6) for the mirror aerial with radius of opening 760 mm at a wave length of 3.2 cm, taking into account that a round wave guide opening of 15-mm radius is used as an irradiator. Results of modelling are submitted in Fig. 1 and 2.

III.                                       Conclusion

The obtained results of modelling have shown presence of two various angular sectors of the basic reception at the mirror aerial: angular sector near a mirror axis – on wave H11, a hollow cone-shaped angular sector around the aerial axis – on wave E01. Such directed properties of the mirror aerial with two types of waves allow making a conclusion on opportunity of their using for special tasks in spatial selection of signals.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты