第三章 方向图测量(18)
发布时间:2021-06-07
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方向图测量
这里,Δ是抛物面最大制造公差。例如,最大制造公差为0.007λ 时,观察点功率变化约0.5dB。可见,对抛物面反射器的制造精度要求是苛刻的。同时,不但要控制最大公差的大小,而且还要控制公差的扩展面积。通常,正对着待测天线区那部分反射面的面积的表面公差要求严一些,反射器边缘部分的表面公差则可稍放宽些。
二、聚焦技术
聚焦技术是对聚焦于无穷远的待测天线采取措施,让其聚焦于近场,然后在焦区测取取辐射特性。在一定允许误差范围内,这种方法测得的结果,可以良好地近似聚焦于无穷远处的辐射特性。
与光学系统中的情况一样,要在有限距离处聚焦就要求天线孔径上的波前为凹球形,而不再是聚焦于无穷远处所要求的平面波前。这种凹球形波前,对相控阵而言,可以通过调整各阵元相移量来实现,对一个大型抛物面天线来说,可以将初级馈源沿其轴向适当偏焦来达到。下面,我们以抛物面天线为例,讨论聚焦技术的参量关系。
如图3﹒27所示,初级馈源精确地放于抛物面反射器焦点(馈源相位中心与反射器焦点重合)时,聚焦于无穷远,由馈源到天线孔径面内所有点的行程相等,而观察点离反射器足够远,因此,孔径内所有点到观察点的行程也近似相等,故可测得精确的方向图和增益。当聚焦于近场时,即观察点P位于近场,由孔径上各点到观察点的行程不再相等,必须采取馈源沿轴向偏移的补偿办法,才能使在近场测得的方向图趋近于远场区方向图。
图3﹒27中,旋转抛物面反射器的截面为AOA′,焦点为F,由孔径面中心O′点和边缘A点到观察点P的两路行程差是AB,它可以由下式确定
AO′+O′P=AP=(AB+BP) (3﹒34)
现设 2222
AO′=O′A′=D2 (3﹒35) O′P=BP=R
则式(3﹒34)变为
2 D +R2=(AB+R)2 (3﹒36) 2
因为AB<<R,故式(3﹒36)可以近似写为
AB≈D222R (3﹒37)
将馈源从F移到F′,以满足从馈源经A点和O′点到观察点的两路行程相等的要求,即
(F′O+OO′)=F′A+AB (3﹒38)
令焦距OF=f,偏焦值FF′=e,则
D2
OO′= (3﹒39) 16f
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