Проектирование облучателя антенны

Заданный четырехвибраторный облучатель обратного излучения, возбуждаемый открытым концом прямоугольного волновода, состоит из двух пар параллельных симметричных вибраторов, расположенных на расстоянии dH друг от друга (рисунок 1). Каждая пара вибраторов образует систему антенна-рефлектор.
Рисунок 1 – Четырехвибраторный облучатель обратного излучения
Диаграмма направленности такой системы в E-плоскости соответствуют диаграмме направленности двухвибраторного облучателя и рассчитывается по формуле:
(1)
Диаграмма направленности облучателя в H-плоскости рассчитывается согласно выражению:
(2)
где k – волновое число:
(3)
Путем подбора расстояния dH между парами вибраторов, обеспечивается равенство диаграмм направленности облучателя в Е- и Н-плоскостях при определенном угле раскрыва параболического зеркала. Рассчитанные согласно (1) и (2) диаграммы облучателя показаны на рисунке 2.
Рисунок 2 – Диаграммы направленности четырехвибраторного облучателя обратного излучения
В большинстве практических случаев угол раскрыва параболического зеркала выбирается в пределах 45° θ0 90°

. Как видно из графиков на рисунке 2, форма ДН совпадает в обеих плоскостях во всем вышеуказанном диапазоне углов. Полученная форма диаграммы направленности в H-плоскости рассчитана при расстоянии dH = 16 мм.
Собственное сопротивление полуволнового вибратора:
(4)
Взаимное сопротивление, вносимое полуволновым рефлектором при равных синфазных токах в вибраторах при расстоянии между вибраторами λ/4, равно:
(5)
Входное сопротивление первого вибратора, работающего в системе:
(6)
Рассчитаем сопротивление излучения первого вибратора, отнесенное к току в пучности:
(7)
где ZΣ12 – сопротивление, вносимое рефлектором.
Определим ток в пучности вибратора:
(8)
Рассчитаем радиус вибратора:
(9)
где Eкр – напряженность поля у поверхности вибратора (Eкр = 30 кВ/см).
Рассчитаем резонансную длину вибратора:
(10)
где
(11)
где ρ0в – волновое сопротивление вибратора:
(12)
X11 = j42,5 Ом,
X12 = –j28,3 Ом.
Питание облучателя будет осуществляться с помощью гибкого полого (заполненного воздухом) прямоугольного волновода (рисунок 3)