3.2.5 Розподіл амплітуди поля в апертурі антени

Як видно з рис.14, на якому показана геометрія побудови еквівалентної параболи, щільність потоку енергії в апертурі дводзеркальної антени дорівнює щільності потоку енергії й в апертурі еквівалентного дзеркала (заштриховані області). Відповідно будуть однакові і розподіли амплітуди в розкривах реальної дводзеркальної антени й еквівалентної їй однодзеркальної.

Розподіл амплітуд поля в площині розкриву дводзеркальної антени визначається двома факторами: зміною кутового розчину пучка променів у місці відображення від малого дзеркала, тобто величиною , і просторовим загасанням полів на шляху від джерела до малого дзеркала і на подальшому шляху від малого дзеркала до великого. Вплив цих факторів детально розглянуте в [І].

Співвідношення, що характеризує трансформацію напруженостей поля в місці відображення від малого дзеркала, має вид

Форма діаграми спрямованості поля, відбитого від малого дзеркала, визначається з урахуванням геометрії антенної системи

де - відповідно значення , і при ; - нормована ДС опромінювача.

З (73) видно, що

являє собою коефіцієнт взаємного перетворення (трансформації) однієї діаграми в іншу.

З (48) може бути отримана залежність виду

де

Використовуючи введений параметр , знайдемо залежність , нормовану до значення при :

Очевидно, що , з чого випливає, що у відбитому від малого дзеркала полі відбувається відносний перерозподіл амплітуд, що призводить до підвищення концентрації енергії (а отже, і до збільшення амплітуди поля) у напрямку периферії (краю) апертури основного дзеркала. Оскільки у формі ДС опромінювачів (звичайно рупорних) розподіл амплітуд носить зворотний характер, сумарну дію обох факторів дозволяє в підсумку трохи підняти рівень опромінення країв дзеркала в порівнянні з рівнем опромінення периферії апертури в однодзеркальній антені. Це дозволяє збільшити КВП 0,6...0,7 за умови відсутності ефекту "переливання енергії за краї апертури основного дзеркала".

Розподіл амплітуд поля на поверхні параболічного дзеркала запишемо на основі теорії геометричної оптики:

де А - амплітудний множник.

З урахуванням прийнятих позначень (див. рис.13) і співвідношення (73) одержимо

(79)

Необхідний кут визначається при обраному за допомогою формули (48) чи по рис.15.

Як випливає з теорії геометричної оптики, розподіл амплітуд поля на поверхні параболоїда переноситься без спотворень в апертуру великого дзеркала, оскільки на відстані дзеркало - апертура утвориться плоска хвиля. Різницею у відстанях при цьому можна зневажити, оскільки вона не може істотно вплинути на закон амплітудного розподілу поля. Таким чином, (79) визначає розподіл амплітуд поля також і в розкриві антени. Такий же розподіл поля має місце й у розкриві еквівалентного параболоїда.

На рис.19 зображені залежності і нормована функція перерахування розподілу амплітуд поля джерела до розподілу амплітуд у розкриві

Рисунок 19 – Коефіцієнт взаємного перетворення ДС

Аналіз процесів, що відбуваються в дводзеркальній антені, показує, що мале дзеркало виконує функцію трансформатора амплітуд поля опромінювача. Велике параболічне дзеркало лише вирівнює фазовий розподіл.