Для нахождения квазиоптимального распределения токов по поверхности зеркального коллиматора был использован подход, аналогичный примененному при рассмотрении плоского (линзового) коллиматора [2]. Поле коллиматора в рабочей зоне представляется как сумма полей равномерно и синфазно возбужденных колец, совокупность которых аппроксимирует зеркало коллиматора. Решение задачи сводится к нахождению амплитуд поля каждого из этих равномерно возбужденных колец с использованием приближенного выражения, полученного в [1]. Данное выражение позволяет определить напряженность поля, создаваемую круглой равномерно и синфазно возбужденной апертурой в точке наблюдения. Поэтому поле каждого из колец, используемых в нашем случае, представляется как разность полей, создаваемых апертурами, диаметр которых соответствует внешнему и внутреннему радиусам кольца. Результирующее поле в точке наблюдения записывается в виде:
Оптимизация коллиматорного стенда непосредственно связана с исследованием полей в ближней зоне апертурных антенн. Упрощения, которые могут быть допустимы при анализе полей в промежуточной и дальней зонах, оказываются неприемлемыми в ближней зоне. В результате решить задачу синтеза поля с требуемыми характеристиками в рабочей зоне коллиматора, т.е. найти соответствующее распределение токов на поверхности зеркала только строгими аналитическими методами не представляется возможным. Однако существуют приближенные выражения, позволяющие записать поле в ближней зоне в удобном для дальнейших преобразований виде [1]. Конечно, решения, основанные на таких выражениях, также являются приближенными, тем не менее, использование подобных выражений совместно с численными методами позволяет получить достаточно хорошие результаты. При этом численные методы используются для проверки и дальнейшей оптимизаций приближенных решений.
Коллиматорный метод заключается в измерении характеристик направленности антенны, расположенной в поле, близком по структуре к полю плоской волны и создаваемом вспомогательной антенной – коллиматором, расположенным в непосредственной близости от испытуемой антенны, фактически в ближней зоне. Под ближней зоной подразумевается область пространства, расположенная между зоной реактивного поля и зоной дифракции Френеля, то есть ближняя зона характеризуется расстояниями до раскрыва антенны, лежащими в диапазоне от (1...3) до , где - максимальный поперечный размер раскрыва антенны. Качество коллиматорных стендов в первую очередь определяется величинами отклонений фаз и амплитуд поля в рабочей зоне (вблизи фокальной плоскости зеркала или вблизи раскрыва линзы) от равномерного и синфазного распределений. Область, в которой величины этих отклонений лежат в допустимых пределах, называется рабочей зоной коллиматора. В используемых на сегодняшний день коллиматорных стендах диаметр рабочей зоны в поперечной плоскости составляет не более (30…40)% от диаметра раскрыва зеркала коллиматора. При этом стоимость стенда во многом определяется стоимостью зеркала коллиматора, таким образом, актуальной представляется задача расширения рабочей зоны коллиматоров.
МГТУ им. Н. Э. Баумана
автор: Семенов К. А.
Инженерное образование # 06, июнь 2009
Распределения токов по поверхности зеркального коллиматора
Эл № ФС 77 - 48211. Государственная регистрация №0421200025. ISSN 1994-0408
Наука и Образование: научно-техническое издание: Распределения токов по поверхности зеркального коллиматора
Комментариев нет:
Отправить комментарий