Приложение 4. Примеры расчета ППЭ вблизи антенн типа параболический цилиндр и рупорных антенн

Приложение 4

Примеры расчета ППЭ вблизи антенн типа параболический цилиндр и рупорных антенн

Пример 1. Антенна типа параболический цилиндр

Исходные данные и постановка задачи

Конструкция антенны показана на рис. 4.1. Размеры апертуры а = 0,45 м, b = 0,15 м. Длина излучателя L = 0,3 м. Мощность излучения 100 Вт, частота 10000 МГц, КНД антенны 27 дБ.

Определить значение ППЭ в точке М с координатами R = 10 м, Тэта = 10°.

Решение

1. Определяются значения обобщенных координат по формулам (3.14): х_1 = 0,741 u_1 = 8,183, х_2 = 6,667, u_2 = 0,909.

2. Нормированные характеристики направленности в обобщенных координатах u, х рассчитываются по формулам (3.2) и (3.3). Результаты расчетов приведены на рис. П4.1 и П4.2.

3. Значения огибающих функций определяются либо непосредственно по рис. П.3.1 и П.3.2, либо, как это сделано ниже, по данным табл. П.3.1 (следует учесть, что данные таблицы приведены для функции 20F(u,x):

               F(u , x ) = -10,5 дБ, F(u , x ) = -1,3 дБ

                  1   1                 2   2

4. Значение КНД облучателя рассчитывается по формуле (4.1):

                        Si(kL) = 1,554, D = 20,4

                                         p

5. Находятся функции вида 10 lg (B(x)/x) по графикам рис. П3.1, (следует учесть, что графики построены для функции 20 lg (B(x)/x)):

      10 lg(B(x )/x ) = 6,3 дБ, 10 lg (B(x )/x ) = -8,24 дБ

               1   1                      2   2

6. Рассчитывается значение апертурной составляющей ППЭ по формуле (3.13):

                            П = 16,6 мкВт/см2

                             a

7. Считая облучатель синфазной нитью с равномерным возбуждением, определяется его характеристика направленности облучателя:

                                пи L sin Тэта

                            sin(-------------)

                                   лямбда

             F    (Тэта) = |------------------| = 0,136

              обл             пи L sin Тэта

                             (-------------)

                                  лямбда

8. Подстановка исходных данных и найденного значения КНД в формулу (2.4) позволяет найти составляющую ППЭ от облучателя:

                           П   = 3 мкВт/см2.

                            обл

Суммарное значение ППЭ в точке М: П = 19,6 мкВт/см2.

Пример 2

Исходные данные и постановка задачи

Пирамидальный рупор, имеющий геометрические размеры (рис. 4.2) а = 28,5 см, b = 23,24 см, L = 90 см возбуждается волной Н_10 на частоте f = 10000 МГц. Подводимая мощность Р = 100 Вт. Определить ППЭ в точке М с координатами R = 10 м, Тэта = 10°.

Решение

По формуле (4.4)...(4.6) находим:

               f(10°) = 1,236, max f(Тэта = 0) = 3,5762

По формулам (4.7)...(4.9) находим:

               f(10°) = 0,713, max f(Тэта = 0) = 2,779

По формуле (4.3) определяем F(Тэта, фи) = 0,08868

Значение КНД рупора определяем по формулам (4.10) и (4.11):

                               D = 475.

                                p

Искомое значение ППЭ находим по формуле (4.2):

                  П = 0,2984 Вт/м2 = 29,84 мкВт/см2.

Пример 3

Исходные данные и постановка задачи

Конический рупор, имеющий геометрические размеры (рис. 4.3) r = 15 см, L = 45 см возбуждается на частоте f = 10000 МГц. Подводимая мощность Р = 100 Вт. Определить ППЭ в точке М с координатами R = 9 м, Тэта = 10°.

Решение

По формуле (4.13....4.19) находим:

                                                2

           q = 0,7158 + 0,1115i, q = 5,8658 x 10 - 0,9488i,

            1                     2

      f(Тэта = 10°) = 0,6957, max f(Тэта) = 0,8622, F(Тэта) = 0,6511

Значение КНД рупора определяем по формул# (4.20): D_p = 500.

Искомое значение ППЭ находим по формуле (4.2):

                 П = 31,9811 Вт/м2 = 3198,11 мкВт/см2