Файл: Минин Б.А. СВЧ и безопасность человека.pdf

определяется выражением (без нормировочного коэф­ фициента)

I F(x, u)\2— \(aW0(у, «>+ (1 - а ) Г „ ( Т , u)\3, (4.2.16)

где согласно [183]

w 0(b « )= — [«,(т. «) + /«Лт. “ )1

Y ~ ~ 8х ’ 2L*/X ’

ui (у, и) и и2(у, и) — функции Ломмеля первого рода от двух переменных соответственно 1-го и 2-го порядков.

(рис. 4.2.18):

— изменение соотношения амплитуд краевых волн за счет уве­ личения разницы в расстояниях от противоположных кромок зеркала до точки наблюдения;

— изменение углового сдвига между фазовыми фронтами крае­ вых волн;

— изменение соотношения амплитуд краевых волн, определяе­ мых диаграммами направленности из-за неравенства углов Ѳі и Ѳ2;

105

ника д л я й = 1, а = 0 , 3 1 6 .

1 06

ника д л я п = 1, с і = 0 .

108

ка для п = 2, а= 0,316.

109

Р и с . 4.2 .10 . Д и а г р а м м ы и зл у ч е н и я п о м о щ н о с т и л и н е й н о г о и с т о ч ­

ника д л я п = 2; а = 0,1.

ПО

пика д л я й = 2, а = 0 .

111

Р и с . 4 .2 .12 . Д и а г р а м м ы и зл у ч е н и я по м о щ н о с т и к р у г л о г о р а с к р ы за д л я n = 1, « = 0,316.

112

0 7t 27t 37t

Я*

Р и с . 4.2.13. Д и а г р а м м ы и зл у ч е н и я п о м о щ н о с т и к р у г л о г о р а с к р ы ­ ва д л я п — 1, а = 0 , 1 .

Р и с . 4 .2 .14 . Д и а г р а м м ы и зл у ч е н и я п о м о щ н о с т и к р у г л о г о р а с к р ы ­ ва д л я п = 1, а = 0.

114

Р и с . 4 .2 .15 . Д и а г р а м м ы и зл у ч е н и я п о м о щ н о с т и к р у г л о г о р а с к р ы ­

ва д л я п —2, ( 1 = 0,316.

Р и с . 4 .2 .16 . Д и а г р а м м ы и зл у ч е н и я по м о щ н о с т и к р у г л о г о р а ск р ы ва д л я п = 2, а = 0 , 1 .

116

для п = 2, а=0.

117

В отношении пределов применимости приведенных формул не­ обходимо отметить следующее. Если графики для определения крае­

зоной Френеяя, ближняя граница которой может быть определена из рис. 4.2.23 [186].

4.2.4. Поле сфокусированных апертур. Фокусировка поля антенны заключается в создании такого фазового распределения поля по апертуре, при котором на задан­ ном конечном расстоянии Яф (в точке фокуса) обеспе­ чивается синфазное сложение полей, излучаемых эле­ ментарными источниками.

В зеркальных антеннах фокусировка практически до­ стигается смещением облучателя из фокуса зеркала вдоль продольной оси. Как известно, эффект фокусиров­ ки наилучшим образом проявляется в зоне Френеля. Нетрудно показать, что может быть получено следую­ щее выражение для КНД круглой сфокусированной апертуры в зоне Френеля:

118

119

Рис. 4.2.20. Огибающие бокового излучения цилиндрическо­ го зеркала при i|>Kp= 60°:

а — в S-плоскости; б — в Я-плоскости.

где выражение для Вф не отличается по существу от подобного выражения для В несфокусированной апер­ туры. Разница заключается лишь в том, что в первом R умножено на безразмерную величину q, характеризую­ щую относительное удаление заданной точки от даль-

120

Рис. 4.2.21. Огибающие бокового излучения круглого рас­ крыва при фкр = 30°:

о — В f -ПЛОСКОСТИ, б —- в //-пло ско сти .

для определения КПД сфокусированной апертуры мож­ но непосредственно использовать графики рис. 4.2.3— 4.2.5, заменив в них R на qR. В точке фокуса (при R = = R<b) q=°o и В = 1. Следовательно, КПД сфокусиро­ ванной апертуры в точке фокуса равен КНД синфазной апертуры в бесконечности. Аналогичный результат полу­ чается и для диаграммы излучения круглой сфокусиро­ ванной апертуры, т. е. для ее определения можно использовать формулу (4.2.16) и графики рис. 4.2.3— 4.2.5 и 4.2.12—4.2.17 при условии замены R на qR.

Нетрудно убедиться, что подобные результаты мо­ гут быть получены также в отношении КНД и диаграм­

чает, что при прочих рав­ ных условиях КНД и диаграмма излучения сфокусиро­

ванной апертуры на расстоянии qR соответственно равны КНД и диаграмме направленности синфазной апертуры на расстоянии R, а синфазная апертура по существу представляет частный случай сфокусированной апертуры при *7= 1 .

При расчете огибающей краевого дифракционного излучения сфокусированной зеркальной антенны можно пренебречь изменением уровня поля на ее краях за счет смещения облучателя из фокуса зеркала и, следователь­ но, использовать уже известные формулы для синфазных апертур.

123