Спросить
Войти
-------------------□ □--------------------Проведено експериментальне дослідження циліндричного випромінювача з нестандартною апертурою. Визначена його конструкція, яка дає збільшення ширини діаграми спрямованості
Ключові слова: випромінювач, діаграма спрямованості
□-----------------------------------□
Проведено экспериментальное исследование цилиндрического облучателя с нестандартной апертурой. Определена его конструкция, при которой имеет место увеличение ширины диаграммы направленности облучателя
□-----------------------------------□
Geometry of horn antenna with the wide antennas pattern is obtained
Одной из основных задач при разработке и создании радиолокационных систем является получение узкой диаграммы направленности зеркальной антенны с низким уровнем боковых и задних лепестков. Таким свойством могут обладать короткофокусные зеркальные антенны [1] . Для получения максимального коэффициента использования поверхности зеркала требуются облучатели с широкой диаграммой направленности. Поэтому в качестве облучателей в короткофокусных зеркальных антеннах используются вибраторные антенны [1]. Апертурные облучатели позволяют уменьшить уровень бокового излучения антенн, но их собственная ширина диаграммы направленности уже, чем у вибраторных облучателей. В этой связи остается открытой проблема создания облучателей с широкой диаграммой направленности для зеркальных антенн. Целью работы является разработка такого облучателя.
Одной из основных функций приемной антенны является выделение полезного сигнала на фоне помех. Помехи радиоприему разделяют на внутренние и внешние. Внутренние помехи обусловлены шумами антенно-фидерного тракта и приемного устройства. Внешние - непреднамеренными атмосферными. КосУДК 681.5:618.518
ОБЛУЧАТЕЛЬ ДЛЯ КОРОТКОФОКУСНЫХ ЗЕРКАЛЬНЫХ АНТЕНН
В. Д. Сахацки й
Доктор технических наук, профессор, заведующий
кафедрой*
С.С. Мелентьев*
*Кафедра радиоэлектроники и компьютерных систем Украинская инженерно-педагогическая академия ул. Университетская, 16, г. Харьков, Украина, 61003
мическими и индустриальными помехами, а также преднамеренными помехами, создаваемыми специальными устройствами.
Антенна играет существенную роль в подавлении помех. Для этого могут быть использованы ее частотные и поляризационные характеристики, а также диаграмма направленности антенны [1,2]. За счет узкой ширины диаграммы направленности обеспечивается пространственная селекция сигнала от помех.
Зеркальные антенны характеризуются наличием вредных зон и кросс-поляризационным излучением. Вредные зоны располагаются в периферийных областях зеркала [1]. В них направление поля противоположно его направлению в средней части раскрыва зеркала. Эти области частично компенсируют излучение антенны и поэтому называются вредными. Кросс-поляризационное излучение достигает максимальных величин под углом 450 к Е- и Н- плоскостям и ухудшает энергетические характеристики антенны.
Использование вибраторных облучателей в наибольшей степени приводит к образованию вредных зон и кросс-поляризационного излучения [1]. При этом в короткофокусных зеркалах такие явления наиболее существенны.
Облучатель является важнейшим элементом зеркальной антенны и в значительной мере определяет ее параметры. Он должен отвечать следующим требованиям [1]: 1) излучать сферическую волну; 2)иметь необходимую диаграмму направленности и структуру
поля; 3) пропускать заданную мощность излучения; 4) быть хорошо согласованным с фидером; 5) не затенять раскрыва зеркала.
Облучатель в виде одиночного полуволнового вибратора хотя и позволяет в большей степени использовать поверхность зеркала, но имеет большой задний лепесток и поэтому мало пригоден. Более широкое применение нашли вибраторы с рефлектором в виде второго вибратора или диска. Дисковый рефлектор в большей степени уменьшает уровень заднего лепестка облучателя, но увеличивает затенение зеркала.
Достоинством вибраторных облучателей является наличие фазового центра и возможность некоторой регулировки диаграммы направленности. Недостатком является малая пропускаемая мощность, необходимость устройств симметрирования, плохая диа-пазонность, возбуждение кросс-поляризационного поля [1].
Волноводные и рупорные облучатели позволяют увеличить мощность излучения, уменьшить уровень кросс-поляризационного излучения, имеют более хорошие диапазонные свойства. Применение рупорного облучателя приводит к сужению его диаграммы направленности, что влечет за собой увеличение фокусного расстояния, т.е. габаритов антенны. Поэтому облучатели в виде открытого конца волновода являются наиболее приемлемыми для короткофокусных антенн.
Исследуемый образец облучателя представлял собой открытый конец волновода 3-х сантиметрового диапазона длин волн. Начиная от раскрыва волновода вдоль его оси в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, выполнялись щели шириной 3 мм. Длина щели изменялась от 0,5 см до 2-х см. В конце щели на внешней поверхности волновода и перпендикулярно ней устанавливался металлический лепесток из того же материала, что и волновод. Ширина лепестка составляла 3 мм, а длина соответствовала длине щели.
В процессе эксперимента исследовалось два вида облучателя: Х- образный и крестообразный. В Х - образном облучателе лепестки находились под углом 450 к Е - и Н - плоскостям. В крестообразном облучателе лепестки располагались в Е - и Н - плоскостях.
Для исследования диаграммы направленности облучателей была собрана измерительная установка, принципиальная схема которой показана на рис. 1.
Рис.1. Принципиальная схема измерительной установки
Элементы схемы имеют следующее назначение. Генератор создает СВЧ излучение с длиной волны 3 см. Ферритовый вентиль компенсирует влияние нагрузки на работу генератора. С помощью аттенюатора изменяется мощность генератора. Гибкий волновод связывает волноводный тракт генератора с поднятой на высоту 1,5 м от поверхности пола передающей рупорной антенны. С помощью согласующего трансформатора осуществляется согласование передающего тракта с антенной. Приемная антенна устанавливается на поворотном устройстве и на той же высоте, что и передающая. Поворотное устройство имеет лимб, с помощью которого можно измерять угол поворота с точностью ±0,50 . Детектор выделяет огибающую принятого СВЧ импульса, которая усиливается усилителем и фиксируется индикаторным устройством.
Методика измерений заключалась в следующем. Исследуемый облучатель служил приемной антенной. Расстояние между приемной и передающей антеннами составляло 2 м и соответствовало условию излучения в дальней зоне.
За начальный (нулевой) угол поворота приемной антенны принимался угол, соответствующий соосному расположению приемной и передающей антенн. В этом положении с помощью аттенюатора на индикаторном устройстве устанавливались определенные показания.
Затем приемная антенна поворачивалась относительно оси влево или вправо на заданный угол, и с помощью аттенюатора вновь добивались тех же самих показаний индикатора. Разница в показаниях аттенюатора означала выраженный в децибелах уровень ослабления мощности поступающей в приемную антенну под заданным углом. Таким образом, угловая зависимость уровня ослабления принимаемого сигнала соответствовала диаграмме направленности исследуемого облучателя.
Приведенные ниже результаты исследования соответствовали измерению диаграммы направленности в Н- плоскости.
Для оценки степени влияния щели и высоты лепестков облучателя его диаграмма направленности сравнивалась с диаграммой направленности открытого конца круглого волновода тех же размеров, что и облучатель.
Результаты измерений для Х- образного облучателя приведены на рис. 2-5.
Рис. 2. Диаграмма направленности Х- образного облучателя при длине щели 0,5 см
Рис. 3. Диаграмма направленности Х- образного облучателя при дли не щели 1,0 см
«длинна лепестка 1см ■ открытый конец волновода
Рис. 4. Диаграмма направленности Х- образного облучателя при дл ин е щели 1,5 см
Рис. 5. Диаграмма направленности Х- образного облучателя при длине щели 2,0 см
Результаты измерений диаграммы направленности для крестообразного облучателя приведены на рис. 6-8.
Рис. 6. Диаграмма направленности крестообразного облучателя при длине щели 0,5 см
Рис. 7. Диаграмма направленности крестообразного облучателя при длине щели 1 см
длинна лепестка 1,5см - - - ■ открытый конец волновода
Рис. 8. Диаграмма направленности крестообразного облучателя при длине щели 1,5 см
Анализ полученных результатов исследования показывает, что рассмотренные конструкции облучателей позволяют управлять диаграммой направленности. При этом Х- образные облучатели уменьшают, а крестообразные облучатели увеличивают ширину диаграммы направленности.
Имеются оптимальные размеры ламели и щели облучателя, при которых имеет место максимальное уширение главного лепестка диаграммы направленности. Для облучателя 3-х сантиметрового диапазона длин волн рекомендуемая длина щели и ламели составляет 1,5 см.
Выводы
Проведенные исследования показали, что крестообразные облучатели позволяют наиболее эффективно использовать поверхность короткофокусных зеркальных антенн и обеспечить тем самым сужение ее ширины главного лепестка диаграммы направленности.
При этом в плоскостях под углом 450 к Е- и Н- плоскостям имеет место сужение ширины диаграммы направленности облучателя. Данное явление может привести к уменьшению кросс-поляризационного излучения короткофокусных зеркальных антенн за
счет уменьшения уровня облучения областей зеркала, ответственных за формирование этого излучения.
Дальнейшие исследования связаны с определением поляризационных характеристик облучателя, уровня его бокового и заднего излучений.
------------------□ □-------------------Розроблено математичне, інформаційне та програмне забезпечення автоматизованого контролю конструктивно-технологічних параметрів мікроструктурованого волокна в процесі витягування
Ключові слова: керування, контроль, мікроструктуроване волокно
□---------------------------------□
Разработаны математическое, информационное и программное обеспечения автоматизированного контроля конструктивно-технологических параметров микроструктурированного волокна в процессе вытяжки
□---------------------------------□
Mathematical, informational and program supports of the automated control constructive-technological parameters of the microstructure fiber during its drawing are developed
--------------------□ □------------------------1. Введение
Технология изготовления микроструктурирован-ных оптических волокон в наше время находится на стадии усовершенствования, отработки, разработки опытных образцов. Основной задачей современных исследований ставится получение волокон с заданными эксплуатационными характеристиками, которые в свою очередь жестко зависят от конструктивно-технологических параметров волокон данного типа.
А.И. Филипенко
Доктор технических наук, профессор* Контактный тел.: (057) 702-13-16 Е-mail: fia@kture.kharkov.ua
А.В. Пономарева
Ассистент*
*Кафедра технологии и автоматизации производства радиоэлектронных и электронно-вычислительных
средств
Харьковский национальный университет радиоэлектроники пр. Ленина, 14, г. Харьков, Украина, 61166 Контактный тел.: (057) 786-24-60 Е-mail: Nurka07@inbox.ru
Актуальность проблемы автоматизированного контроля конструктивно технологических параметров МС волокон диктуется острой необходимостью получения геометрических параметров структуры МСВ в пределах допустимых значений на протяжении всего непрерывного технологического процесса вытягивания волокна с помощью автоматизированного управления параметрами ТП.
Суть проблемы заключается в разработке и практической реализации метода оценки параметров объекта
УДК 681.7.068.4
КОНТРОЛЬ КОНСТРУКТИВНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МИКРОСТРУКТУРИРОВАННОГО ВОЛОКНА В АСУ ТП ВЫТЯЖКИ ВОЛОКНА
