Вибір та обгрунтування типу антенної системи бортової моноімпульсної РЛС - Радіоприймальний пристрій бортової моноімпульсної радіолокаційної станції

Антеною називається радіотехнічний пристрій, який призначений для випромінювання і приймання електромагнітних хвиль. Антена є однією з найважливіший елементів будь-якої радіотехнічної системи, яка пов'язана з випромінюванням або прийманням радіохвиль. До таких систем відносять: системи радіозв'язку, радіомовлення, телебачення, радіоуправління, радіолокації, радіоастрономії, радіонавігації та інше. В конструктивному відношенні антена являє собою проводи, металічні поверхні, діелектрики, магнітодіелектрики.

Дзеркальні антени є найбільш широко розповсюдженим типом антен в дециметровому і особливо в сантиметровому діапазонах хвиль. Таке широке застосування дзеркальних антен пояснюється відносною простотою їх конструкції, можливістю отримання діаграми спрямованості (ДН) майже будь-якого типу з застосовуваних на практиці, високим ККД, малої шумовий температурою і т. д. Дзеркальні антени легко дозволяють отримати рівносигнальной зону, а деякі їх типи можуть застосовуватися для швидкого переміщення (хитання) ДН в просторі без помітних спотворень її форми в значній секторі кутів.

Дзеркальні антени є найбільш поширеним типом антен, використовуваних для радіотелескопів і антен з дуже великою спрямованістю, що застосовуються для цілей космічного зв'язку.
Широко використовуються дзеркала з параболічної формою поверхні (параболоїд обертання, усічений параболоїд обертання, параболічний циліндр.), Також поширені сферичні дзеркальні антени, двухзеркальние антени.

Зеркальные антенны:

На озброєнні РТВ в даний час перебувають в основному РЛС дециметрового та сантиметрового діапазону, що мають дзеркальні антенні (ЗА) системи. Подібні антени формують порівняно вузькі ДН і можуть бути використані для наведення та точного супроводу повітряних цілей.

Принцип дії і класифікація дзеркальних антен

Дзеркальними називають антени, в яких необхідні спрямовані властивості забезпечуються за рахунок відбиття електромагнітної хвилі від металевого дзеркала (рефлектора) певного профілю (1 на рис. 2.1). Джерелом електромагнітної хвилі, що падає на дзеркало, є яка-небудь слабонаправленная антена, звана опромінювачем (2 на рис. 2.1).

Рисунок 2.1

У деяких конструкціях дзеркальних антен може використовуватися кілька дзеркал, що мають у загальному випадку різні профілі.
Це найбільш поширений тип гостронаправлених антен, який знайшов широке застосування в радіолокації, техніці зв'язку, радіонавігації, радіоастрономії та інших областях завдяки простоті конструкції, можливості отримання різноманітних

За формою ДН, високого ККД, малої шумової температури, хороших діапазонних властивостей. Деякі типи дзеркальних антен забезпечують порівняно швидке хитання променя в широкому секторі, що важливо при побудові оглядових РЛС. З використанням дзеркальних антен можуть бути побудовані моноимпульсной пеленгатори, застосовувані в радіолокаційних станціях для визначення кутових координат цілей.

Антени даного типу класифікують за кількістю дзеркал і формі їх профілю. Найбільшого поширення на практиці отримали одно-і двухзеркальние антени (рис. 2.2, з). За формою профілю розрізняють антени з параболічними, круговими, плоскими і спеціального профілю дзеркалами. До параболічним відносять антени, перетин яких деякою площиною представляє собою дугу параболи. Очевидно, що параболічними є антени з поверхнею дзеркала у вигляді параболоїда обертання (рис. 2.2, а), параболічного циліндра (рис. 2.2, б), а також вирізок з них (рис. 2.2, в, г). Аналогічним чином кругові дзеркала виконуються у вигляді частини сфери (рис. 2.2, д), кругового циліндра (рис. 2.2, е) або вирізок з антени, що мають дзеркала з центральною симетрією, формують осесиметричні (голчасті) амплітудні ДН. Параболоциліндричні і кругоціліндріческіе антени мають віялові АДН з істотно різною шириною головного пелюстка в перпендикулярних площинах. За допомогою дзеркал спеціального профілю (рис. 2.2, ж) формують віялові діаграми особливої форми, наприклад косекансние. У двухзеркальних антенах (рис. 2.2, з) основне дзеркало 2 зазвичай є параболоїдом обертання, а додаткове 2 (меншого діаметра) може бути гіперболоїдом обертання або частиною еліпсоїда.

Рисунок. 2.2

З усіх типів дзеркал найкращими фокусирующими властивостями володіють параболічні, до яких відносяться параболоїд обертання, параболічний циліндр і вирізки з них. Розглянемо антени цього типу. Характеристики дзеркальних антен в значній мірі визначаються властивостями використовуваних в них опромінювачів, до яких пред'являються наступні вимоги: АДН опромінювача повинна забезпечувати необхідне амплітудно-фазовий розподіл поля на розкриві і мати мінімальне випромінювання поза кута розкриву дзеркала; опромінювач повинен мати точковий фазовий центр; поперечні розміри опромінювача повинні бути малими, щоб знизити ефект затінення розкриву; електрична міцність опромінювача повинна бути достатньою для забезпечення роботи антеною системи без пробою; робоча смуга частот опромінювача повинна забезпечувати необхідні діапазонні властивості антени; конструкція опромінювача повинна бути простою і забезпечувати нормальну роботу антени в різних метеоумовах.

Рис. 2.3

На практиці знаходять застосування наступні типи точкових опромінювачів (рис. 2.3): двухвібраторние опромінювачі, що живляться коаксіальної лінією (рис. 2.3, а) або хвилеводом прямокутного перерізу (рис. 2.3, в); вібратор з плоским рефлектором (мал. 2.3, б); спіральна антена (рис. 2.3, г); хвилеводно-рупорний опромінювач (рис. 2.3, д); двухщелевий опромінювач (рис. 2.3, е). Для одночасної роботи на двох ортогональних поляризациях можуть застосовуватися турнікетних опромінювачі. Найбільш досконалими є рупорні опромінювачі, внутрішня поверхня яких гофровані (тобто являє собою замедляющую структуру), що дозволяє усунути кроссполярізаціонную складову і забезпечити осьову симетрію діаграми спрямованості.

Класичними представниками дзеркальних антен є параболічні антени, які можуть виконуватись у вигляді параболоїда обертання, параболічного циліндра або параболічного циліндра, який обмежений паралельно проведеними площинами.

Параболічна антена працює по принципу оптичної системи. Для отримання паралельного пучка променів в фокус дзеркала поміщають джерело випромінювання, який посилає на дзеркало сферичну хвилю, яка збуджує на його поверхні систему струмів, які потім випромінюються майже плоскою хвилею у простір.

З вище сказаного можна зробити висновок що параболічна дзеркальна антенна нас влаштовує.

Похожие статьи




Вибір та обгрунтування типу антенної системи бортової моноімпульсної РЛС - Радіоприймальний пристрій бортової моноімпульсної радіолокаційної станції

Предыдущая | Следующая