Главная > СВЧ, ультразвук, аккустика > Техника сверхвысоких частот. Том 2
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

14.5.4. Широкоугольные отражатели

Сферические отражатели могут применяться в качестве широкоугольных антенн [364] в том случае, если путем ограничения апертуры уменьшить эффекты сферической аберрации. В сферической сегментной антенне первичный облучатель располагается посредине между центром кривизны и отражающей поверхностью. Вблизи оси выходящие лучи параллельны, однако более удаленные лучи сходятся. При перемещении облучателя в направлении зеркала эффективная апертура при заданной фазовой ошибке увеличивается.

При максимальной фазовой ошибке, равной приблизительно был получен [10] луч шириной около Г на частоте при фокусном расстоянии около 233 см и апертуре уровень боковых лепестков составлял около —16 дб. Сферический рефлектор с апертурой около 3 м, работающий [286] на частоте давал луч шириной около 1,76° и уровень боковых лепестков около —20 дб, усиление равнялось 39,4 дб, а полный сектор сканирования составлял 140°. Аналогичные результаты были получены с параболическим тором [230]. Несколько лучшая компенсация фазовых ошибок в раскрыве получается для эллиптического тора [340]; образец с радиусом 68 см, работавший на частоте давал луч шириной 1,2 и 1,3° соответственно в плоскостях и уровень ближних боковых лепестков около —10 дб.

Аберрации отражающих поверхностей корректируются с помощью вспомогательных линз или зеркал. Пользуясь такими методами компенсации, можно эффективно использовать апертуру большего размера за счет усложнения конструкции и уменьшения полезного угла сканирования. Так, например, сферический отражатель может быть частично скорректирован [44] с помощью

концентрической диэлектрической линзы. В двухслойной усеченной цилиндрическо-параболической антенне, представляющей систему из параллельных пластин, выбором расположения облучателя можно частично скорректировать фазу; кроме того, можно использовать корректирующие устройства, не связанные с облучателем. Антенна с апертурой в 46 см, имевшая в центре кривизны зеркала несферическую диэлектрическую линзу типа Шмидта, могла на частоте 9,5 Ггц сканировать в секторе ±8 диаграмм при потере усиления не более 1 дб. В другой антенне такого же типа [389] рсорошие результаты получились, если на одной из полусферических поверхностей помещался вспомогательный рефлектор. Линза типа Мангина, расположенная на отражающей поверхности, компенсирует сферическую аберрацию и кому. В одном из методов расчета [96] металло-шгастинчатой линзы для каждой точки дуги качания облучателя приравниваются фазовые набеги вдоль трех различных лучей. В зеркале с такой коррекцией преломляющий профиль представляет собой коническое сечение, которое в частности может быть окружностью; остаточные фазовые ошибки для углов отклонения, достигающих 45°, в основном симметричны относительно центрального луча; дополнительная фокусировка системы в отклоненных положениях позволяет превратить дугу сканирования в окружность.

В другом способе широкоугольного сканирования используются квазиточечные облучатели. При падении на антенну плоской волны неидеально сфокусированные лучи воспринимаются [441] несколькими приемными элементами, расположенными в фокальной области, в которой сконцентрирована энергия. В качестве многоэлементного облучателя иногда используют решетку из продольных шунтовых щелей, в которой можно независимо управлять фазовым и амплитудным распределениями излучающих элементов. В другом сходном методе [447] приемные элементы располагались вдоль оси и фазировались таким образом, чтобы лучи перехватывались в точках пересечения с осью. Сканирование получалось при вращении такой решетки вокруг центра кривизны зеркала.

Предложены [387] рефлекторы, имеющие в общем форму сферического зеркала с зонными ступеньками, работа которых основана на явлениях отражения и дифракции. Рефлектор дает идеальную коррекцию сферической аберрации и удовлетворяет условию синусов Аббе. Более существенное значение имеет здесь хроматическая аберрация, так что рефлектор может работать лишь в узкой полосе частот. Сканирование осуществляется путем поперечного смещения точечного облучателя в фокальной области; рефлектор, который состоит лишь из конических поверхностей, можно изготовить из плоских листов.

Образец такого рефлектора [357], имеющий диаметр апертуры 40 см, давал на частоте 35 Ггц луч шириной около 1,5° и мог сканировать в пределах ±17,5° без заметного расширения луча при уровне лепестков не более —15 дб и потере усиления по сравнению

с центральным положением не более 2 дб. В другом образце [633], работающем на частоте 9,4 Ггц, с помощью двойного облучателя [688] производилась коррекция астигматизма. На этой же частоте в качестве фокусирующего устройства применялась [622] зонная пластинка.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление