Nove vrste rog antena. Sirena antena. Literatura i izvori informacija

Proračun direktorske antene……………………………………………3

Proračun rog antene………………………………………………………………………10

Proračun parabolične antene sa jednim ogledalom………………………17

Zaključci o računskom radu…………………………………………………………..24

Spisak referenci…………………………………………………………………….25

Vibratorske antene se koriste u milimetarskom, centimetarskom, decimetarskom, metarskom i dužim talasnim dužinama i prave su provodnike pobuđene u određenim tačkama. Vibratorske antene, u zavisnosti od dizajna, imaju faktor usmjerenosti od nekoliko jedinica do desetina hiljada i koriste se u radio komunikacijskim sistemima, radio navigaciji, televiziji, telemetriji i drugim oblastima radiotehnike.

Da bi se povećala usmjerenost, koristi se vibrator sa reflektorom i jednim ili više direktora. Takva antena se naziva direktorska antena i naširoko se koristi u različitim područjima radio komunikacija u VHF opsegu. Što je više direktora, veći je KND i već glavna latica DN. Uobičajeno je efikasnost direkcionih antena 10...30, ali su poznati dizajni direktorskih antena sa efikasnošću = 80...100.

Crtanje 1.1 - Opšti pogled na direktorsku antenu

Na slici je prikazan aktivni vibrator dužine , reflektor dužine , direktor dužine , nosač, jarbol i kutija za montažu antene, kao i udaljenosti od vibratora do reflektora, od vibrator do direktora, a dužina same antene.

Teorijski proračun parametara antene.

U direktorskoj anteni, dužina aktivnog vibratora je jednaka rezonantnoj dužini:

Sa takvom dužinom, ulazni otpor ima reaktivni dio blizu nule. Dužina reflektora mora biti veća od rezonantne dužine:

Dužina direktora je manja od rezonantne dužine:

Štaviše, dužina direktora se smanjuje od prvog do posljednjeg.

Za sistem vibrator-reflektor optimalna udaljenost, sa stanovišta maksimalne efikasnosti, odabrana je u granicama:

Za sistem, vibrator je prvi direktor:

Udaljenost između susjednih direktora uzima se u granicama:

Talasna dužina se određuje pomoću formule:

Gdje je brzina svjetlosti, a frekvencija kanala. Jer dato nam je 5 - 6 televizijskih kanala, zatim uzimamo prosječnu frekvenciju zauzetih frekvencijskih opsega ova dva kanala: , tada će talasna dužina iz formule (1.7) biti jednaka:

Izračunajmo dužine antenskih vibratora i udaljenost između njih koristeći formule (1.1 – 1.6):

Ukupnu dužinu antene i njenu sliku na slici 1.2 preuzet ćemo iz programa VIBRAT.

Crtanje 1.2 - Opšti izgled proračunate direktorske antene

Da bismo pronašli dijagram usmjerenja antene direktora u ravnini, koristimo formulu (1.8):

Gdje je broj vibratora, k je valni broj, a prosječna udaljenost između vibratora.

Zamjenom (1.9) i (1.10) u (1.8) i numeričke vrijednosti, dobijamo izraz za pronalaženje dijagrama date direktorske antene:

Konstruisaćemo normalizovani obrazac zračenja koristeći Mathcad paket. Jer simetrično je oko nule, tada ćemo ga konstruirati za:

Crtanje 1.3 - DN u avionu

Iz grafikona možete odrediti širinu glavnog režnja i maksimalan nivo bočnih režnja: .

Faktor usmjerenosti i širina glavnog režnja određuju se formulama (1.10-1.11):

Koeficijenti i određeni su iz grafikona na slici 1.4:

Crtanje 1.4 - Tabela kvota

Odredimo talasnu dužinu antene:

Poznavajući talasnu dužinu antene i koristeći sliku 1.4, utvrđujemo da je . onda:

Uporedimo dobijene rezultate proračuna sa rezultatima proračunate direktorske antene modelovane u programu. Rezultati imaju neznatno odstupanje zbog činjenice da su korištene formule približne i ne uzimaju u obzir niz faktora.

Crtanje 1.5 - Direktorska antena izračunata u VIBRAT-u

Zaključak: izračunali smo faktor usmjerenosti, DP i DP parametre direktorske antene u datom frekvencijskom opsegu. Pomoću programa VIBRAT simulirali smo ovu antenu i provjerili ispravnost dobijenih parametara.

Na 2,45 GHz, talasna dužina WiFi signala je 122 mm. Polarizacija je vertikalna. Mreža pruža zanimljiv dijagram bikvadrata zakrivljenog oko bakrene cijevi prečnika 10 cm. Ispada da je dijagram zračenja takve antene izobličen i rastegnut po azimutu. Ne postoje MMANA modeli da se vidi šta se tačno dešava, ali amateri tvrde da ovaj potez nije najbolji (videćemo to kasnije). Horn antene su pogodne za visoke frekvencije, ali su previše glomazne za niske frekvencije. Da li je moguće napraviti antenu za ruter vlastitim rukama u obliku zvučnika. U izuzetnim slučajevima (imitacija glasa jezerske patke), definitivno da.

Malo ljudi razmišlja o fizičkom značenju antene. Prosječan čovjek će odgovoriti da je antena neophodna za pojačanje signala, ali to je pasivni uređaj koji ne pojačava. Prikuplja signal sa većeg područja i šalje ga na malu, gdje se nalazi kabel prijemnika. Sve antene to rade bez izuzetka. Šta vibrator može prikupiti? Dovoljno je zapamtiti da je valni vibrator (komad žice jednak talasnoj dužini) bolji od polutalasnog vibratora, koji ima prednost u odnosu na četvrttalasni vibrator (jednak četvrtini talasne dužine). Što je vibrator duži, to je efikasniji. U ovom slučaju se poštuju određene proporcije. To diktiraju talasni zakoni prirode.

Poznato je da operska pevačica, nakon što je pogodila visok ton, razbije kristalno staklo. Kako se to radi. Majstor pjevanja lagano udara po instrumentu i osluškuje koja nota teče iz posude. Ovo je rezonantna frekvencija objekta. Odsvirajući istu notu uvježbanim glasom, pjevač izaziva odgovor iz kontejnera. Oscilacije se akumuliraju, pojačavaju i ne izumiru. Kao rezultat, staklo se raspada na komade. Potpuno ista stvar se dešava u anteni. Prikuplja i prenosi talase koji su rezonantni. A ovo je osnovna frekvencija i harmonici (pomnoženi sa dvije, četiri, itd. frekvencije). Domaća antena za ruter pomoći će ukloniti nepotrebno. Signal će biti koncentrisan na pravom mjestu.

Važno je pravilno spojiti žicu na antenu. Prijem valova i harmonika omogućit će izradu harmoničke antene koja prima frekvencije čiji su poluvalovi višestruki dimenzijama uređaja.

Na primjer, frekvencije povezane kao 1:2:4:6, itd. Pravilno nacrtana linija omogućit će vam da uhvatite nekoliko valova u isto vrijeme. Ako prekršite pravila, uređaj neće raditi. Evo kako to učiniti:

Nacrtajte shematski dijagram vibratora (pravac), na kojem su shematski prikazani zakoni raspodjele struja i napona za sve valne dužine.
Ako spojite žice na naponskoj antičvornoj tački, dobijate napajanje naponom.
Ako spojite žice na antičvornoj tački svih struja, dobit ćete strujno napajanje.

Ovako se prave harmonske antene. Da biste napravili ovako nešto, na primjer, za frekvenciju od 3,7 MHz (HF opseg), potreban vam je komad žice dužine 80 metara. Jasno je da vam takva situacija možda neće odgovarati. Stoga se stalno traga za novim dizajnom. Nedavno su objavili opis procesa konstruisanja feromagnetne antene za opseg 3,7 - 7 MHz koja stane u šaku. Ne tvrdimo da će zamijeniti 80 metara bakra, ali istraživači su primijetili pozitivan učinak od njega, koji se koristi u radio prijemnicima.

Rožne antene za ruter

Ono što će vas zadovoljiti antenom za pojačanje rog za ruter. Jednostavan u dizajnu. Evo teorije:

piramidalna (krnja piramida);
sektorski, sektorski (sektor napravljen od talasovoda, dno i plafon su paralelni jedan drugom, strane se razilaze);
konusni (krnji konus);
hibrid (oblik trube se teško može nazvati skovana riječ; oni koji su rastavili satelitske konvertore su upoznati sa trubom sa stepenicama).

Ako se trube koriste u satelitskim komunikacijama na frekvencijama iznad 5 GHz, onda su pogodne i za WiFi. Kako napraviti antenu za ruter. Trube pripadaju klasi mikrotalasnih uređaja. Antena je izrađena od čeličnog lima obloženog unutrašnjošću. Ovo poboljšava uslove provodljivosti, omogućava talasu da se slobodno kreće unutra, a zidovima daje tvrdoću. U praksi je karton prekriven folijom iznutra prikladan za zastakljenu lođu. Folija je, kao što znate, napravljena od aluminijuma, bakar ima najbolje kvalitete. Neki ljudi sastavljaju rog antene od PCB-a. Zatim se površina polira, na primjer, gumicom i lakira. Zapečatite portal rog antene dielektrikom, plastikom, pjenom itd.

Bitan! Bez folije, rog neće raditi iz očiglednih razloga. Dielektrik ne može reflektirati elektromagnetno zračenje.

Spojevi, u slučaju PCB-a, su zalemljeni, karton je zalijepljen. Vjerovatno je bolje uzeti šperploču, jer je za antenu važna pravilna geometrija. I list furnira bolje drži oblik. Unutrašnjost je potrebno zalijepiti po šavovima, a izvana premazati prajmerom koji sprječava prodiranje vlage u unutrašnjost. Zatim se farba i okači bilo gdje. Po želji, na vrhu je moguće pričvrstiti hranilicu za ptice. Unutrašnjost konstrukcije prekrijte folijom, što je moguće ravnomjernije (ravnomjernost lijepljenja neće utjecati na rad antene). Predlažemo da napravite piramidalni rog, koji je jednostavniji i koji će osigurati prihvatljiv obrazac zračenja i elevaciju u slučaju da stranci žele ući u našu mrežu.

Šema zračenja rog antene za ruter nije originalna. Ovo je latica, široka 15 stepeni (u zavisnosti od dizajna) po azimutu i elevaciji. Ovo određuje specifičnu primjenu. Za pokrivanje kuće, antena se postavlja na visini srednje udaljenosti. Tako da glavna latica pokriva sve potrošače. Počnimo s dimenzijama dovodnog valovoda, kojima se posvećuje malo pažnje. Na web stranici http://users.skynet.be/chricat/horn/horn-javascript.html postoji kalkulator; koristite ga za izračunavanje parametara zamjenom frekvencije. Podrazumevano je kanal 6 (2437 MHz).

Dno dovodnog talasovoda je odozdo probušeno klinom udaljenom od zadnjeg zida za četvrtinu talasne dužine, a dužina preseka je polovina talasne dužine. Koristeći formulu iz fizike, nalazimo talasnu dužinu: 299792458 / 2430000000 = 123 mm. Ovo je talasna dužina u slobodnom prostoru. U talasovodu postoji kritični talas, ispod njega ne može da radi. Vrijednost je jednaka dvostrukoj dužoj strani valovoda. Poslušajmo savjet kalkulatora i uzmimo zidove 90 x 60 mm. Kritična talasna dužina će biti 180 mm. Unutar talasovoda, talas se kreće pod uglom. Shodno tome, talasna dužina se povećava, jednaka količniku talasne dužine u slobodnom prostoru podeljenom sa kosinusom unutrašnjeg ugla kretanja.

Poteškoća je u pronalaženju ugla. Za proračun su razvijene posebne formule, čitaoci će ih sami pronaći, a mi ćemo koristiti rezultate. U početku, kalkulator traži od vas da navedete dimenzije trube. Hajde da damo ispravne vrednosti. Koristeći metodu, nalazimo stranice paralelepipeda koji uključuje otvor rog (bez dovodnog valovoda). Ispada:

Dužina P – 60 cm.
Širina H – 25 cm.
Visina E – 10 cm.

Pronađene su dimenzije vanjskog portala, a unutrašnja je jednaka ulazu u valovod. Ovo će odrediti geometriju četiri zida. Kliknite na Compute i dobićete gotov šablon. Obratite pažnju na kolonu Aperture Quality. Trebao bi sadržavati cifru manju od 1/8 vala (u ovom slučaju 15 mm). Objavljena je četvrtina sa originalnim podacima sa sajta, ali autor nije siguran u njihovu tačnost. Ne lijepite prvi model čvrsto, već ga prvo testirajte na tlu. Imajte na umu da smo već izračunali talasnu dužinu u talasovodu, brojka je 16,85 cm. Sada razumemo šta da radimo sa štapom:

udaljeno od stražnjeg slijepog zida valovoda za 168,5 / 4 = 42,125 mm;
talasovod ima dužinu od 84 mm;

Ovo su važni parametri i treba ih striktno poštovati. Ovdje se signal uklanja sa pina. Kako postaviti stranicu. Igla strši od dna do određene dužine, to je četvrtina vala u slobodnom prostoru (31 mm). Morate uzeti SWR mjerač i pomicati ga u različitim smjerovima dok ne dobijete vrijednost u području jedinice. Ako ne radi duže vrijeme, onda lagano nagnite štap prema stražnjem zidu.

Pa, vanjska antena WiFi rutera je spremna. Sljedeće će biti razgovora o mikrovalnim tehnologijama.

Pričvršćen na uski kraj roga. Na osnovu oblika rog razlikuju se E-sektorske, H-sektorske, piramidalne i konusne rog antene.

Svojstva

Horn antene su vrlo širokopojasne i vrlo dobro odgovaraju liniji napajanja - u stvari, propusni opseg antene je određen svojstvima uzbudljivog talasovoda. Ove antene karakteriše nizak nivo stražnjih režnjeva dijagrama zračenja (do −40 dB) zbog činjenice da postoji mali protok RF struja na sjenčanu stranu horne. Rožne antene sa malim pojačanjem su jednostavne u dizajnu, ali postizanje visokog (>25 dB) pojačanja zahteva upotrebu uređaja za poravnanje faze talasa (leće ili ogledala) u otvoru horne. Bez ovakvih uređaja, antena se mora napraviti nepraktično dugačka.

Aplikacija

Rožne antene se koriste i samostalno i kao izvori za zrcalne i druge antene. Rožna antena, strukturalno kombinovana sa paraboličnim reflektorom, često se naziva rog-parabolična antena. Horn antene sa malim pojačanjem se često koriste kao mjerne antene zbog svog povoljnog skupa svojstava i dobre ponovljivosti.

Karakteristike i formule

Pojačanje rog antene je određeno njenom površinom otvaranja i može se izračunati pomoću formule:

$D=4\pi\frac(S)(\lambda^2)\nu$ , Gdje $S=L_EL_H$ - prostor za otvaranje sirene, $\nu$ - KIP (faktor iskorišćenja površine rogova), jednak 0,6 za slučaj kada je razlika u putanji centralne i periferne grede manja, ali blizu $\pi/2$ , i 0,8 kada se koriste uređaji za nivelisanje talasne faze.

Širina glavnog režnja zraka prema nultom zračenju u H ravni:

$2\phi_(0H)=170^\circ\frac(\lambda)(L_H)$

Širina glavnog režnja snopa prema nultom zračenju u ravni E:

$2\phi_(0E)=115^\circ\frac(\lambda)(L_E)$

Od kada jednako $L_E$ I $L_H$ Dno u ravni H je 1,5 puta šire; često, da bi dobili istu širinu režnja u obje ravnine, biraju

$L_H=1(,)5L_E$

Za održavanje faznih izobličenja u otvoru sirena u prihvatljivim granicama (ne više $\pi/2$ ) potrebno je da bude zadovoljen sljedeći uslov (za piramidalni rog):

$\frac(\pi)(4\lambda)\left(\frac(L^2_E)(R_E) + \frac(L^2_H)(R_H) \right)\leqslant\frac(\pi)(2)$ , Gdje $R_E$ I $R_H$ - visina lica piramide koja formira rog.

Vrste rog antena

Piramidalni rog - antene u obliku tetraedarske piramide, pravokutnog poprečnog presjeka. Oni su najčešće korišteni tip rog antene. Emituje linearno polarizovane talase.
Sektorski rog - piramidalni rogovi sa proširenjem samo u jednoj ravni E ili H.
Konični rog - otvor u obliku konusa kružnog presjeka. Koristi se sa cilindričnim talasovodima za proizvodnju kružno polarizovanih talasa.
Valoviti rog - otvor rogova s paralelnim prorezima ili žljebovima koji je mali u odnosu na valnu dužinu. Žljebovi pokrivaju unutrašnju površinu roga, preko ose.

Valoviti rogovi imaju širi propusni opseg, niže bočne režnjeve i manje unakrsne polarizacije. Široko se koriste kao izvori za satelitske antene i radio teleskope.

Horna parabolična antena

Horn-parabolična antena je vrsta antene u kojoj su parabola i rog strukturno povezani. Prednost ovog dizajna u odnosu na rog je nizak nivo bočnih režnjeva i uzak uzorak usmjerenosti. Nedostatak je što je teži od paraboličkih antena. Primer upotrebe je rog-parabolična antena u svemirskoj stanici Mir, antene za radio relejne stanice.

Podešavanje antene

SWR antene se podešava u njenom talasovodnom delu ili u KVP izborom pozicije i veličine KVP napajanja. Podešavanje u dijelu valovoda se vrši pomoću klinova ili dijafragme.

Napišite recenziju o članku "Horna antena"

Linkovi

Širenje radio talasa, antenski fideri V. P. Chernyshev, D. I. Sheinman "Komunikacija", 1973.
Mikrotalasni uređaji i antene. D. I. Voskresensky, V. L. Gostjuhin, V. M. Maksimov, L. I. Ponomarev. Udžbenik za univerzitete

Bilješke

Izvod koji karakteriše rog antenu

U to vrijeme u djevojačkoj sobi nije bio poznat samo dolazak ministra sa sinom, već je već detaljno opisan izgled obojice. Princeza Marija je sedela sama u svojoj sobi i uzalud pokušavala da savlada svoju unutrašnju uznemirenost.
“Zašto su pisali, zašto mi je Lisa rekla za ovo? Uostalom, to ne može biti! - rekla je sebi gledajući u ogledalo. - Kako da izađem u dnevnu sobu? Čak i da mi se sviđao, sada ne bih mogla biti sama s njim.” Pomisao na pogled njenog oca ju je užasavala.
Mala princeza i m lle Bourienne već su od služavke Maše dobile sve potrebne informacije o tome kakav je rumen, crnoobri zgodni ministrov sin i kako ih je tata silom odvukao do stepenica, a on kao orao, hodajući po tri koraka, trčao je za njim. Dobivši ovu informaciju, mala princeza i M lle Bourienne, koje su se još čule iz hodnika svojim živahnim glasovima, ušle su u princezinu sobu.
– Stiže Ils sont, Marieie, [Stigli su, Marie,] znaš li? - rekla je mala princeza, ljuljajući stomak i teško sedeći na stolicu.
Više nije bila u bluzi u kojoj je sjedila ujutro, ali je nosila jednu od svojih najboljih haljina; glava joj je bila brižljivo ukrašena, a na licu joj je bila živost, koja, međutim, nije skrivala obješene i zamrle konture njenog lica. U odeći u kojoj je obično nosila na društvenim okupljanjima u Sankt Peterburgu, bilo je još uočljivije koliko je lošije izgledala. M lle Bourienne je također neprimjetno poboljšala svoju odjeću, što je njeno lijepo, svježe lice učinilo još privlačnijim.
– Eh bien, et vous restez comme vous etes, chere princesse? – govorila je. – On va venir annoncer, que ces messieurs sont au salon; il faudra descendre, et vous ne faites pas un petit brin de toilette! [Pa, nosiš li još uvijek ono što si nosila, princezo? Sad će doći da kažu da su izašli. Morat ćemo sići dolje, ali ti ćeš se barem malo dotjerati!]
Mala princeza je ustala sa stolice, pozvala služavku i žurno i veselo počela smišljati odjeću za princezu Mariju i provoditi je. Princeza Marija se osećala uvređenom u osećaju sopstvene vrednosti činjenicom da ju je dolazak obećanog mladoženja zabrinuo, a još više ju je uvredila činjenica da obe njene prijateljice nisu ni slutile da bi moglo biti drugačije. Reći im kako se stidi zbog sebe i zbog njih značilo je odati njenu tjeskobu; Štaviše, odbijanje odjeće koja joj je ponuđena dovelo bi do dugih šala i insistiranja. Pocrvenela je, prelepe oči su joj se ugasile, lice joj se prekrilo flekama, i sa onim ružnim izrazom žrtve koji joj je najčešće padao na lice, prepustila se moći m lle Bourienne i Lise. Obje žene su iskreno brinule o tome da je uljepšaju. Bila je toliko loša da niko od njih nije mogao pomisliti da se takmiči s njom; stoga, sasvim iskreno, sa onim naivnim i čvrstim ubeđenjem žena da odeća može da ulepša lice, krenule su da je oblače.
„Ne, stvarno, ma bonne amie, [moja dobra prijateljice], ova haljina nije dobra“, rekla je Lisa, gledajući postrance u princezu izdaleka. - Reci mi da služim, tamo imaš masaku. Tačno! Pa, možda se odlučuje o sudbini života. A ovo je previše lagano, nije dobro, ne, nije dobro!
Nije bila loša haljina, već lice i cijela figura princeze, ali M lle Bourienne i mala princeza to nisu osjetile; Činilo im se da ako na kosu začešljanu stave plavu traku, a sa smeđe haljine skinu plavu maramu itd., onda će sve biti u redu. Zaboravili su da se uplašeno lice i lik ne mogu promijeniti, pa je, kako god modificirali okvir i ukras ovog lica, samo lice ostalo jadno i ružno. Nakon dvije-tri promjene, kojima se princeza Marija poslušno pokorila, čim je počešljana (frizura koja joj je potpuno promijenila i pokvarila lice), u plavom šalu i elegantnoj haljini, mala princeza ju je nekoliko puta obišla. , malom rukom je ispravila nabor svoje haljine ovdje, tu navukla maramu i gledala pognuvši glavu čas s ove, čas s druge strane.
"Ne, to je nemoguće", reče ona odlučno, sklopivši ruke. – Non, Marie, odluka ca ne vous va pas. Je vous aime mieux dans votre petite robe grise de tous les jours. Non, de grace, faites cela pour moi. [Ne, Marie, ovo ti definitivno ne pristaje. Volim te više u tvojoj sivoj svakodnevnoj haljini: molim te, uradi ovo za mene.] Katya,” rekla je sobarici, “donesi princezi sivu haljinu, pa vidi, m lle Bourienne, kako ću to srediti”, rekla je sa osmehom umetničkog iščekivanja radosti.

Zračenje dolazi sa otvorenog kraja talasovoda. Za kanalisanje elektromagnetne energije koriste se pravougaoni ili okrugli talasovodi.

Međutim, talasovodi se mogu koristiti ne samo za kanalisanje elektromagnetne energije, već i za njeno zračenje.

Otvoreni kraj talasovoda može se smatrati jednostavnom mikrotalasnom antenom.

Otvoreni kraj talasovoda je platforma sa elektromagnetnim poljem.1

Karakteristike elektromagnetnog polja na otvorenom kraju talasovoda.

1. Talas nije poprečnog tipa TEM. (ima složeniju strukturu).

2. Pored upadnog talasa postoji i reflektovani talas.

3. Uz glavni tip talasa, na kraju talasovoda su prisutni i viši tipovi talasa.

Osim toga, polje je prisutno ne samo u otvoru valovoda, već i na vanjskoj površini zbog strujanja na ovu površinu s kraja valovoda.

Uzimanje ovih faktora u obzir uvelike komplikuje problem određivanja polja zračenja sa otvorenog kraja talasovoda, a njegovo rigorozno matematičko rešenje nailazi na velike poteškoće. Iz tog razloga se obično koriste metode približnih rješenja. Za ovo rješenje problem je podijeljen na dva zadatka: unutrašnji i eksterni.

1) Unutrašnji zadatak je pronaći polje u otvoru talasovoda.

2) Vanjski zadatak je pronaći polje zračenja iz poznatog polja u otvoru.

Zamislite pravougaoni talasovod.

Osnovni tip talasa.

Rice. 45. Pravougaoni talasovod (a) i struktura polja u njemu za talas tipa: u ravni xOy (b); u ravni xOz (c); u ravni yOz (g).

Intenzitet upadnog elektromagnetnog polja u sredini otvora talasovoda.

Talasna dužina u talasovodu.

Talasna dužina u slobodnom prostoru.

Kompleksna refleksija.

Vanjsko polje:

Karakteristična impedansa valnog fronta na otvorenom kraju talasovoda.

Karakteristična impedansa medija je .

Uzimajući u obzir pronađene odnose polja u glavnim ravnima

Područje otvaranja talasovoda.

Shema zračenja otvorenog kraja pravougaonog talasovoda.

Rice. 46. Shema zračenja sa otvorenog kraja pravougaonog talasovoda na

Kao što se može vidjeti iz slika, širina uzorka zračenja je velika. Da bi se dobio oštriji uzorak zračenja, poprečni presjek valovoda se može postepeno povećavati, pretvarajući valovod u rog. U ovom slučaju, struktura polja u talasovodu je u osnovi očuvana.

Glatko povećanje poprečnog preseka talasovoda poboljšava njegovu koordinaciju sa slobodnim prostorom.

Rice. 47. Glavne vrste elektromagnetnih sirena.

Najrasprostranjeniji su sektorski i piramidalni rogovi.

Razmotrimo uzdužni presjek pravokutnog roga ravninom E ili H.

Rice. 48. Uzdužni presjek pravokutnog roga.

Otvaranje sirene

Širina otvora trube.

Dužina roga.

Vrh rog.

Istraživanje rogova se obično provodi aproksimativnim metodama zbog matematičkih poteškoća.

U početku se određuje polje u otvoru. Prilikom rješavanja ovog problema pretpostavlja se da je rog beskonačno dugačak, a njegovi zidovi su idealno provodljivi.

Nakon rješavanja unutrašnjeg problema, vanjski problem se rješava uobičajenom metodom, tj. je polje zračenja.

H – planarni sektorski rog.

Za pronalaženje strukture polja u rogu koristimo cilindrični koordinatni sistem.

Talas će imati komponente.

Rice. 49. Cilindrični koordinatni sistem za analizu sektorskih rogova.

Rješavajući sistem Maxwellovih jednadžbi i koristeći asimptotske izraze Hankelovih funkcija za velike vrijednosti argumenta, dobijamo sljedeće vrijednosti za komponente polja

Ovdje je jačina električnog polja u točki rog s koordinatama i .

Formule (1) pokazuju da na velikim komponentama i polje u horni predstavlja poprečni elektromagnetski cilindrični talas. Zbog činjenice da većina korištenih rogova ima ravan otvor i da je val u rogu cilindričan, polje u otvoru neće biti u fazi.

Da biste odredili fazna izobličenja u otvoru, uzmite u obzir uzdužni presjek trube. Kružni luk sa središtem na vrhu roga prati front talasa i stoga je linija jednakih faza. U proizvoljnoj tački koja ima koordinatu, faza polja zaostaje za fazom u sredini otvora (u tački) za ugao

Rice. 50. Ka određivanju faznih izobličenja u otvoru rog.

Pošto je obično u rogovima, možemo se ograničiti na prvi termin ekspanzije

Formula (2) je približna. Mogu se koristiti kada ili. U korištenim rogovima ovi uvjeti su obično ispunjeni.

Ponekad je zgodno odrediti maksimalnu faznu grešku u otvoru roga kroz njegovu dužinu i polovinu ugla otvora.

Formula je istinita za bilo koji i .

Iz formule je jasno da, za dato polje u otvoru, što je manja razlika u odnosu na infazno polje, to je veća dužina rog. Dimenzijska ograničenja zahtijevaju pronalaženje kompromisnog rješenja, tj. određivanje dužine sirene pri kojoj maksimalni fazni pomak u njegovom otvoru neće prelaziti određenu dozvoljenu vrijednost. Ova vrijednost je obično određena najvećim pojačanjem u smjeru koji se može dobiti od sire date dužine. Za sektorski rog, maksimalni dozvoljeni fazni pomak je , što odgovara sljedećem odnosu između optimalne dužine sire, veličine otvora i valne dužine:

Da bismo odredili raspodjelu amplituda polja u otvoru rog, uzimamo

Dakle, polje u otvoru sektorskog roga se konačno može predstaviti izrazima

Obrazac zračenja u ravni

U nastavku su date karakteristične zavisnosti koeficijenta usmjerenosti od relativnog otvora truba za različite dužine rogova.

Rice. 51. KND zavisnost N – sektorska truba na relativnoj širini otvora

na različitim dužinama rogova.

Da bi se eliminisala zavisnost koeficijenta usmerenosti o ordinatnoj osi, proizvod se iscrtava. Iz grafikona je jasno da za svaku dužinu rogova postoji određeni otvor trube na kojem je koeficijent usmjerenosti maksimalan. Njegovo smanjenje s daljnjim povećanjem objašnjava se naglim povećanjem faznih grešaka u otvoru blende.

Rog, koji za datu dužinu ima maksimalni koeficijent usmjerenja, naziva se optimalnim. Iz krivulja prikazanih na slici 3 jasno je da u tački maksimuma krive odgovara jednakosti

Ako se dužina trube uzme duže, tada se s istom površinom otvaranja koeficijent usmjerenja povećava, ali ne mnogo. Maksimalne tačke koeficijenta usmerenosti odgovaraju koeficijentu iskorišćenosti površine otvaranja.

Ako se dužina trube kontinuirano povećava, tada ćemo u granici na dobiti infazno polje u otvoru horne. Koeficijent iskorištenosti područja zajedničkog moda sa kosinusnom raspodjelom amplitude polja jednak je . Dakle, povećanje dužine rog u odnosu na njegovu optimalnu dužinu ne može povećati koeficijent usmjerenosti za više od

Zbog malih gubitaka, efikasnost rog antena se praktično može uzeti kao jedinica.

Sektorska sirena E-aviona.

Polje u otvoru ravnog sektorskog roga

Ovdje ; udaljenost od grla roga. planarnog roga je isti kao i otvorenog kraja talasovoda. planarni rog, tj. .

Prilikom odabira dimenzija planarnog roga, možete se voditi istim razmatranjima koja su gore navedena u odnosu na planarnu rog.