Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 27. 31 juli 1956 - Mikrovågsantenner med optiska analogier, av Göran Svennérus
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
12 juni 1956
621
längden X går mot noll. Beräkningsförfarandet
medför dock ej några allvarliga fel, då
apertur-dimensionerna i allmänhet är mycket större än
våglängden.
Parabolens belysning
Det besvärliga vid dimensioneringen av en
parabol-antenn är att åstadkomma den rätta
amplitudfördelning-en över aperturen. Denna är bestämd av matarens
strålningsdiagram och parabolens öppningsvinkel y från fokus
sett. Olika paraboler med samma diameter D kan ha
varierande öppningsvinkel, dvs. olika förhållande mellan
lokalvidden F och öppningen 1), fig. 3 a. Vanliga värden
på F/D är 0,25—0,75.
Ett annat förhållande, som också beror av F/D, och som
direkt påverkar amplitudfördelningen, är, att avståndet
från fokus till reflektorkanten alltid är större än
avståndet till mitten, vilket medför en avtagande belysning även
för helt rundstrålande matare. För t.ex. F/D = 0,25
medför avståndsdämpningen 6 dB avtagande, medan den för
F/D — 1,0 endast innebär 0,5 dB (sfärisk antenn).
För att man skall erhålla maximal direktivitet (konstant
amplitudfördelning) fordras tydligen för mataren ett
strålningsdiagram, fig. 3 b, karakteriserat av ett
strålningsminimum rakt fram för korrigering av
avståndsdämpningen samt av skarpa avskärningar i vinklarna ± y för att
eliminera allt spill. Ett sådant diagram är emellertid svårt
att åstadkomma. För den vanliga formen, fig. 3 c, för ett
sådant matardiagram måste ett optimalt värde på y finnas
för vilket antennen får största direktivitet.
En avtagande belysning ger i och för sig en minskning
av direktiviteten men genom att spillet samtidigt minskar
kan en optimal avvägning göras. En noggrannare
undersökning visar, att optimal belysning innebär, att
amplituden vid aperturens kanter understiger amplituden i dess
mitt med ca 11 dB, vilket sålunda kan tas som riktvärde
vid dimensioneringen av en parabolantenn. I allmänhet
medför dessutom ett sådant belysningsavtagande relativt
låga sidolober (ca 20 dB), vilket ofta är önskvärt.
Effektivitetsfaktorn blir i bästa fall ca 60 °/o.
Praktiska utföranden
En parabolisk reflektor kan tänkas utskuren ur
en paraboloid på flera sätt.
En symmetrisk sfärisk reflektor kan
åstadkommas genom två symmetriskt belägna parallella
snitt, fig. 4 a. Dess dimensioner d± och ds är så
valda, att önskade lobbredder erhålles i
motsvarande plan. För att belysningen skall bli den
rätta krävs en matare, som ger ett
strålningsdiagram med olika lobbredder i de båda
huvudplanen i samma mån som di och är olika.
Mataren, som i ett sådant fall oftast utgöres av en
trattantenn, kommer därvid att belysa
reflektorhörnen med så låg intensitet, att dessa utan
nämnvärd direktivitetsförlust kan avskäras,
varefter reflektorn får en i det närmaste elliptisk
form.
En nackdel med den symmetriska reflektorn
är, att mataren måste placeras i centrum av
aperturen. Tillsammans med sina
fastsättnings-anordningar verkar den där skuggande på
sekundärstrålningen, vilket innebär
direktivitetsförlust och sidolobsökning. Vidare återintränger
reflekterad effekt i mataren från parabolen,
vilket orsakar missanpassning till matarledningen.
Fig. ’i. Paraboliska reflek- b
lorer; a symmetrisk, b
osymmetrisk.
I en osymmetrisk sfärisk reflektor kan de
anförda nackdelarna med symmetrisk reflektor
elimineras, fig. 4 b. Mataren måste då riktas i en
viss vinkel ip0 mot paraboloidens axel för att ge
lämpligaste belysning åt reflektorn.
En cylindrisk reflektor fås genom
motsvarande snitt genom en cylinder. Fig. 4 kan även
tänkas föreställa en symmetrisk och en
osymmetrisk parabolisk cylinder med linjematare. De
elliptiska formerna är givetvis inte aktuella i det
fallet. En cylindrisk reflektor är en betydligt
enklare konstruktion än en sfärisk. Svårigheten
blir i stället att åstadkomma en effektiv
linjematare.
Reflektorytans konstruktion måste förutom
rent antenntekniska krav uppfylla även andra
fordringar såsom tillräcklig mekanisk
hållfasthet vid minsta möjliga vikt samt lågt
vindmotstånd. Vikt och vindfång kan reduceras avsevärt
genom att man ersätter den ideella, hela
reflektorytan med en nät- eller ribbkonstruktion.
Mellanrummet mellan metalltrådarna skall vara
litet i förhållande till våglängden — av
storleksordningen 0,1—0,2 X — och ribborna parallella
med polarisationsplanet.
Den noggrannhet, med vilken reflektorytan
måste utformas, bestäms av maximalt tillåtet
fasfel över aperturen. Man brukar tolerera ett
fasfel på X/8, vilket innebär en tolerans vid
reflektorytans utformning på A/16, eftersom ett
eventuellt fel i formen kommer med två gånger
vid beräkning av en stråles gångväg. Denna
noggrannhet kan vara svår att erhålla vid antenner
som är mycket stora i förhållande till
våglängden. En fördel med linsantennerna är att
noggrannhetskraven där inte är så stränga.
Linsantenner
En lins är uppbyggd av ett transmittent
medium, i vilket den passerande radiovågen har en
annan fashastighet v än i det omgivande mediet,
som förutsättes vara luft (fashastighet c). I
gränsytan mellan dessa båda media bryts
radiostrålen enligt SnelTs lag, dvs. sinus för
strål-vinklarna är proportionella mot fashastigheterna.
Linsen skall åstadkomma en plan våg av den
sfäriska eller cylindriska våg som utgår från
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
