Mikrobangos

23.Nesimetrin vibratoriai: konstrukcijos ir kryptiškumo diagramos Nesimetrinis vibratorius gaunamas iš bet kurio simetrinio vibratoriaus, paėmus vieną jo petį ir pastačius jį statmenai laidžiai plokštumai – ekranui. Ilgesnių bangų diapazone ekrano vaidmuo tenka Žemės paviršiui. Nesimetrinio vibratoriaus ilgis svyruoja plačiose ribose nuo l /2 (b, c) ir kai 2lp 1, o 0 > /2), 16.33 pav., d) veidrodžius. Plačiausiai naudojami lėkštieji veidrodžiai, rečiau – vidutinio gilumo, o gilieji veidrodžiai praktiškai nenaudojami. 16.33 pav. Sukimosi paraboloidas (a), lėkštasis (b), vidutinio gilumo (c) ir gilusis (d) paraboloidai 34.Parabolinės antenos kryptingumo koeficiento priklausomybė nuo veidrodžio skersmens. Kryptingumo koeficientas apytikriai aprasomas lygtimi: D=kπ2(d/λ)2. čia d= 2R0 - veidrodžio skersmuo, k = 0,5...0,8 - antenos geometrinio paviršiaus išnaudojimo koeficientas. Is formules išplaukia, kad, didinant d/λ santykį, galima neribotai mažinti kryptiškumo diagramos plotį ir didinti antenos kryptingumo koeficientą. Praktiškai tai nepasiekiama dėl veidrodžio gamybos netikslumų, jo deformacijos veikiant vėjui ir t.t. Antenos kryptingumo koeficiento priklausomybė nuo d/λ santykio turi maksimumą. Tai reiškia, kad jį pasiekus ir toliau didinant d/λ santykį antenos kryptingumo koeficientas mažėja. Veidrodzio paviršiaus nuokrypos nuo apskaičiuoto paviršiaus priklauso nuo pasirinkto technologinio proceso galimybių ir auga proporcingai veidrodžio skersmeniui. Todėl technologinį procesą galima apibūdinti santykine tolerancija σ/d=10-n, čia σ - vidutinė kvadratinė veidrodžio paviršiaus nuokrypa nuo apskaičiuoto, d - veidrodžio skersmuo. Serijinėje veidrodžių gamyboje n=3. n =4 būdinga ypač tiksliai technologijai. pav. pavaizduotos kryptingumo koeficiento priklausomybės nuo d/λ santykio ir technologinio proceso galimybių, apibūdinamų n skaičiumi. Matome, kad realiose sąlygose, t.y. įvertinus technologinio proceso galimybes, yra optimali d/λ santykio reikšmė, kuriai atitinka maksimali kryptingumo koeficiento reikšmė. Pagal tam tikras formules galime parinkti duotam bangos ilgiui ir technologiniam procesui optimalų veidrodžio skersmenį, arba duotam veidrodžiui optimalų bangos ilgį ir apskaičiuoti Dmax . 35. Dviveidrodinė antena su hiperboliniu pagalbiniu veidrodžiu Kompaktiškos yra antena su hiperboloidiniu pagalbiniu veidrodžiu (pav.). Jos veikimo principas analogiškas teleskopinės sistemos veikimo principui. Hiperbolė yra dvišakė kreivė turinti du židinius (pav). Bet kurio hiperbolės taško atstumų iki židinių skirtumas yra pastovus dydis lygus atstumui tarp hiperbolės viršūnių, t.y. r1 - r2 = 2a . Antenos konstrukcijoje naudojamas hiperboloidas yra vienos hiperbolės šakos sukinys apie realiąją ašį. Dviveidrodinėje antenoje hiperboloido realioji ašis sutapadinama su paraboloido optine ašimi, vidinis hiperboloido židinys - su paraboloido židiniu, o pirminis spinduolis - su išoriniu hiperboloido židiniu (pav.pirmas). Atsispindėjusios nuo hiperboloido bangos sklinda lyg iš paraboloido židinyje patalpinto spinduolio. Pastaruoju atveju bet kurio bangos kelio nuo F1 taško iki z =f plokštumos ilgis yra 2f= const. Spinduolį pernešus į išorinį hiperboloido židinį bangos kelio nuo spinduolio iki z =f plokštumos ilgis bus 2f - r1 + r2 =2f +2a = const. Tad ir šiuo atveju z -f plokštumoje elektromagnetinis laukas bus sinfazinis. Tai reiškia, kad tokia antena spinduliuoja plokščiąją bangą. Dviveidrodinės antenos įdomios tuo, kad keičiant pagalbinio veidrodžio formą galima reguliuoti elektromagnetinio lauko pasiskirstymą pagrindinio veidrodžio apertūroje. 36.Antenos su kosekantine diagrama Kosekantinių kryptinių diagramų formavimas. Antenos, formuojančios pa­prastas vėduoklines kryptines diagramas, nelabai tinka antžeminiams ir lėktuviniams erdvės žvalgos radiolokatoriams, nes nesukuria racionalaus elektromagnetinio lauko pasiskirstymo erdvėje. Racionalus būtų toks elektromagnetinio lauko pasiskirstymas, kai jo stipris bet kokiame aukštyje nepriklauso nuo nuožulnaus nuotolio. Nustatysime, kokia tokiu atveju turėtų būti antenos kryptinė diagrama. 5.105 pav. Kosekantinės kryp­tinės diagramos formavimo principas: kosekanto funkcija (brūkšninė linija) ir realiosios kosekantinės kryptinės diagra­mos (ištisinė linija) dekartinė­je (a) ir polinėje (b) koordina­čių sistemose f3() 5.244 čia A – koeficientas, r – nuožulnus M taško nuotolis nuo siųstuvo, h – taško M aukštis, f() – normuota kryptingumo charakteristika vertikaliojoje plokštumoje. Iš (5.244) gausime, kad ; čia nes fiksuotame aukštyje h = const. Tad žvalgos radiolokatoriaus reikalavimus atitiks antena, sudaranti kosekantinę kryptinę diagramą. Kosekanto grafikai ir realiosios kosekantinės kryptinės diagramos min ir max kampų ribose pavaizduotos 5.105 pav., a, b. Tokias kryptines diagramas sudaro antena, susidedanti iš simetriškai apipjaustyto paraboloido ir kelių taškinių spinduolių. Vienas spinduolis yra paraboloido židinyje ir sudaro pagrindinę kryptinės diagramos dalį. Kiti du, perstumti statmenai optinei paraboloido ašiai, sudaro nuo optinės ašies nukreiptas platesnes dalines (parcialines) kryptines diagramas. Parink­dami atstumą tarp pirminių spinduolių, jų maitinimo fa­zes, galime sudaryti panašią į kosekantinę suminę kryptinę diagramą. Šis kryptinės dia­gramos sudarymo būdas va­dinamas parcialiniu. Žinomi ir kiti tokių kryptinių diagra­mų sudarymo būdai, taikan­tys specialios formos veidro­džius, arba prieš paraboloidą tam tikru kampu įtvirtintas elektromagnetines bangas at­spindinčias metalines juosteles. 37.Lęšinės antenos konstrukcijos Lęšinė antena yra apertūrinė antena. Ją sudaro pirminis spinduolis ir radijo lęšis. Radijo lęšiu vadiname radijo bangoms skaidrią struktūrą. Paprastai šioje struktūroje fazinis elektromagnetinių bangų greitis skiriasi nuo jų greičio lęšį supančioje terpėje (ore). Lęšio forma parenkama taip, kad jis transformuotų jį perveriančių elektromagnetinių bangų frontą. Siuntimo režimu dirbantys lęšiai pirminį sferinį arba cilindrinį bangos frontą transformuoja į plokščią, o priėmimo režimu dirbanti antena plokščią bangos frontą transformuoja į sferinį arba cilindrinį. Lęšinių antenų idėja paskelbta 1902 m., tačiau praktiškai jos taikyti pradėta penktame dešimtmetyje, kai buvo sukurti kokybiški dielektrikai (tg  10–4) ir imta naudoti decimetrinės bei centimetrinės bangos. Radijo lęšiai skirstomi pagal įvairius požymius. 1. Atsižvelgiant į bangų sklidimo greitį lęšyje, jie dalijami į lėtinimo (vf c) lęšius. Priminsime, kad šių greičių santykis (n = c/vf ) vadinamas lęšio lūžio rodikliu. 2. Pagal radijo lęšių gamyboje naudojamas medžiagas jie dalijami į dielektrinius (vf c), metalinius plokštinius (vf > c) ir kintamojo fazinio greičio (vf = var. arba n = c/vf = var.) lęšius. 3. Lęšiai ašies atžvilgiu gali būti simetriški ir cilindriniai. Pirmuoju atveju lęšis turi židinį, į kurį dedamas sferinę elektromagnetinę bangą spinduliuojančio spinduolio fazinis centras. Tokių spinduolių grupei priklauso atviras bangolaidis, ruporas, spiralinė antena ir kt. Antruoju atveju lęšis turi židinio liniją. Šioje linijoje išdėstomi pirminių spinduolių faziniai centrai. Šiuo atveju kaip pirminiai spinduoliai taikomos linijinės vibratorių arba plyšių gardelės, sektoriniai ruporai ir kt. 4. Lęšio formą aprašo du paviršiai: vienas jų sutampa su formuojamos bangos arba pirminio spinduolio bangos frontu, o kitas parenkamas taip, kad lęšyje vyktų numatyta bangos fronto transformacija. Tokie lęšiai vadinami vienpaviršiais (5.83 pav., a,b). 5.83 pav. Vienpaviršiai (a,b) ir dvipaviršis (c) lesiai Rečiau sutinkami dvipavir­šiai lęšiai, kurių abu paviršiai apskaičiuojami taip, kad lęšyje vyktų numatyta elektromagnetinės bangos fronto transformacija (5.83 pav, c). Lėtinimo ir greitinimo lęšių veikimą paaiškina 5.84 pav. piešinėliai, kuriuose brūkšninėmis linijomis pavaizduoti elektromagnetinės bangos frontai skirtingais laiko momentais. 5.84 pav. Elektromagnetinės bangos fronto trans­formacija lėtinimo (a) ir greitinimo (b) lęšiuose Lėtinančio lęšio (5.84 pav. a) elektromagnetinės bangos greitis lęšyje yra mažesnis už jos greitį lęšį supančioje terpėje. Pirminio šaltinio spinduliuojamos sferinės elektromagnetinės bangos frontas pirmiausia pasiekia lęšio viršūnę. Lęšyje ši bangos fronto dalis sulėtinama. Todėl ją pasiveja gretimos bangos fronto dalys. Bangos frontas lęšio ribo­se pamažu išsitiesina ir tampa plokščias. Greitinimo lęšyje (5.84 pav., b) elektromagnetinės bangos sklidimo greitis didesnis negu lęšį supančioje terpėje. Lęšio forma tokia, kad pirmi­nio spinduolio sferinis bangos frontas anksčiau pasiekia jo kraštus. Lęšyje banga sklinda greičiau, todėl greitai bangos frontas lęšio ribose išsilygina ir tampa plokščias. 38-39. Lėtinimo/Greitinimo lęšių profilio skaičiavimas Turime nustatyti, koks turi būti elektromagne­tinės bangos frontą transformuojančio lėtinimo ir greitinimo lęšių profilis. Dekarto koor­dinačių sistemos pradžią sutapdiname su lęšių viršūnėmis (5.85 pav.), o poliarinės su F tašku. Elektromagnetinis laukas lęšio apertūroje bus sinfazinis, jeigu įvairiais keliais sklindančios bangos vėlinimas bus vienodas. Išskiriame lėtinimo ir greitinimo lęšių dvi (1 ir 2) bangos sklidimo trajektorijas (5.85 pav.). Lęšių profilio skaičiavimo eiga ir rezultatai pateikiami 16.1 lentelėje. 5.85 pav. Lėtinimo (a) ir greitinimo (b) lęšių profilio skaičiavimas 16.1 lentelė Lėtinimo ir greitinimo lęšių profilio skaičiavimas 0 Paaiškinimai Lėtinimo lęšiui Greitinimo lęšiui 1 Vėlinimo laikai bangom sklindant 1 ir 2 trajektorijo 2 Kiekvienam lęšiui vėlinim laikai tv1 ir tv2 tur būt vienod. Tai įvertinę, gausim 3 Padauginę abi lygčių puses iš c, gausim 4 Iš 5.85 pav. matome, kad 5 Įrašę  išraiškas į 3 eilutės lygt, gausim lęšio profilio lygt Dekarto koord sis­t 6 Įrašę x išraišk į 3 eilut lygtis, gausim abiem lęšiam bendrą lygtį polinėj sistemoj 7 Gautos lygt aprašo hiperbolę elipsę 8 Lygtis viena, bet skiriasi fazi­nio greičio vertės vf 1 vf > c, n

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!