2.4 Технічні допуски

Точність виконання дзеркала повинна забезпечити необхідну точність фази поля в його розкриві. Звичайно вважають за необхідне забезпечити синфазність збудження розкрива з точністю ;

Приблизно залежність між неточністю виконання поверхні дзеркала та порушенням синфазності поля в розкриві параболоїда може бути визначена в такий спосіб.

Нехай на поверхні параболоїда мається деякий виступ чи поглиблення (рис.6); максимальний відступ від нормальної поверхні в напрямку дорівнює . Шлях променя, відбитого від нерівностей у місці максимального збільшення , зміниться на величину

Рисунок 6 – Неточність виконання поверхні рефлектора

Відповідне зрушення фаз

Це зрушення фази не повинне перевищувати , тобто

Звідси

Таким чином, поблизу центра параболоїда ( ) необхідна точність виконання профілю дзеркала максимальна. У цьому місці відступ від ідеальної поверхні не повинний перевищувати .

У країв параболоїда необхідна точність виконання профілю дзеркала мінімальна і припустима погрішність дорівнює , тому що в цій області мінімальна інтенсивність опромінення.

Точність установки опромінювача також визначається нормами до максимально припустимого спотворення фази поля в розкриві. Нехай фазовий центр опромінювача зміщений щодо фокуса на (рис.7).

Рисунок 7 – Зміщення опромінювача вздовж оптичної осі

Тоді довжина шляху променів від фазового центра до розкрива збільшується. Найбільше подовження шляху виходить для променя, що падає на вершину параболоїда. Це подовження дорівнює . Найменше подовження одержують промені, що падають на край параболоїда. Це подовження при малих зсувах приблизно дорівнює . Максимальна фазова помилка дорівнює . Для дотримання зазначеної норми необхідно, щоб мало місце нерівність

з відкіля

Точне визначення фазового центра розрахунковим шляхом зустрічає труднощі. Оптимальне місце його встановлення можна визначити експериментально, що дозволяє також узгодити його з лінією живлення.

Необхідна точність встановлення опромінювача в площині, перпендикулярній до осі параболоїда, визначається вимогою до точності напрямку максимального випромінювання. Залежність кута повороту напрямку максимального випромінювання від зсуву опромінювача показана на кривих рис.8.

Рисунок 8 – Зміщення опромінювача перпендикулярно оптичній осі: а-геометрія; б-графік для визначення величини відхилення максимуму ДС

2.5 Крос-поляризація

У рефлекторних антенах, особливо в антенах із глибокими рефлекторами, спостерігається явище крос-поляризації (перехресної поляризації), що виявляється в наступному. Якщо опромінювач випромінює поле з лінійною поляризацією, то поверхневі струми рефлектора створюють відбите поле, що має складову з вертикальної і з горизонтальної (паразитної) поляризаціями (рис.9).

Рисунок 9 – Розподіл поверхневих струмів на поверхні рефлектора в мілкому (а) і глибокому (б) дзеркалі

У напрямку максимального випромінювання, де різниці ходу променів, відбитих різними елементами поверхні рефлектора, відсутні, поле з паразитною поляризацією теж відсутнє, тому що сусідні частини розкрива, які лежать у різних квадратах щодо центра рефлектора, що формують поле з паразитною поляризацією, мають зустрічні напрямки струмів. При відхиленнях від основного напрямку на кут різниця ходу променів від сусідніх чвертей поверхні рефлектора дорівнює . Викликаний різницею ходу зсуву фаз для хвилі з основною поляризацією не створює в цьому напрямку поля випромінювання (чи прийому), а для паразитних складових створює максимум випромінювання, тому що струми, що формують паразитне поле, протифазні. Отже, поле з паразитною поляризацією має максимум, що збігається з нулем діаграми спрямованості для поля з основною поляризацією. Зображена на рис.9,а картина розподілу полів відповідає випадку (довгофокусний параболоїд). Якщо (короткофокусний параболоїд), то картина розподілу полів виходить іншою (рис.9,б). У цьому випадку на дзеркалі утворяться два полюси, тобто точки, де поле дорівнює нулю. Крім цього, на дзеркалі утворяться зони, у яких мають напрямки, протилежні напрямкам на основній частині дзеркала.

Ці зони називаються шкідливими, тому що створюють у напрямку максимального випромінювання поле протилежної фази. На рис.9,б вони відділені пунктирними лініями. Звичайно застосовуються дзеркала, у яких і шкідливі зони відсутні. Якщо чомусь узято то шкідливі зони дзеркала доцільно зрізати. Описана картина розподілу полів по поверхні дзеркала характерна для більшості практичних випадків.

Крос-поляризація оцінюється коефіцієнтом крос-поляризації

Тут - лямбда-функція.

Коефіцієнт , може бути легко розрахований, тому що ряд у формулі (33) швидко сходиться. Звичайно обмежуються трьома - п'ятьма членами. На рис.10 зображена залежність від Для різних значень . Максимуми розташовані приблизно на границі основного пелюстка.

Рисунок 10 – Рівень крос-поляризаційної складової поля

Рисунок 11 – ДС для основних площин і кросполяризаційна ДС

На рис.11 показані загальний вид діаграми випромінювання і складові поля в апертурі дзеркала:

а - основні складові і складові крос-поляризації в апертурі: 1 і 2 - діаграми основних складових у головних площинах (горизонтальної і вертикальний); 3 - діаграми складових крос-поляризації в площинах, нахилених під кутом 45°; б – діаграми основних складових і складових крос-поляризації в площинах, нахилених під кутом 45°. Максимуми складових крос-поляризації розташовані приблизно на границі основного пелюстка.( ------- основні складові,-- -- -- -- складові крос-поляризації).

Якщо через позначити максимум відносно тобто абсолютний максимум коефіцієнта крос-поляризації, то для ослаблення пелюстків крос-поляризації (у децибелах) стосовно основного випромінювання справедливо

Це складає, наприклад, =15,5 дБ для і =25,5 дБ для .