СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №3/2014

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 67 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2014 ется волна H , создающая токи на зер- кале. Затем, используя интегральные уравнения и функции Грина, програм- ма FEKO рассчитывает характеристи- ки в дальней зоне, в том числе направ- ленность. Из диаграммы направленности, показанной на рисунке 8, следует, что КНД зеркальной антенны равен 48 дБ. Результаты расчёта зеркальной антен- ны, показанные на рисунках 5 и 8, совпадают с расчётами в программе Mirror. При прочих равных условиях, скорость расчёта в программе Mirror оказалась в 5 раз выше, однако систе- ма FEKO является более гибким инстру- ментом решения подобных задач. Кро- ме того, она позволяет рассчитывать структуры с диэлектриками и структу- ры с потерями в металлических и диэ- лектрических средах. Р АСЧЁТ ОФСЕТНОЙ ЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ В ПРОГРАММЕ FEKO Рассмотрим структуру офсетной антенны, показанную на рисунке 9. Облучатель устанавливается в фокус параболоида. Зеркало вырезается из параболоида с помощью объёмного цилиндра, в результате чего оно при- обретает эллиптическуюформу. В сече- нии круглого волновода, выполняюще- го функцию облучателя, установим сферу, на поверхности которой мож- но сохранить значения ближнего поля. Это позволит нам разделить задачу на две: расчёт облучателя и построение падающего на зеркало поля на осно- ве полученных данных. В программе FEKO такое разделение можно выпол- нить и по дальнему полю, как в про- грамме Mirror. Эту систему можно рассчитать и «в целом», без связи между облучате- лем и зеркалом. В качестве облучате- ля используем отрезок круглого вол- новода (см. рис. 7), на котором также приводится сечение ДН. В результа- те получаем ширину ДН такого облу- чателя по уровню –3 дБ, равную 80 ° . Выполнив (методом физической оптики) расчёт зеркала, облучённо- го такой круглой антенной, получа- ем КНД = 48 дБ по основной поляри- зации (см. рис. 10). Кросс-поляризацию следует учиты- вать в антенне системы связи с поляри- зационным уплотнением, когда пара- зитный сигнал может привести к нару- шению приёма. Типовое требование к уровню кросс-поляризации в мак- симуме ДН антенны составляет –30 дБ (в системах с двумя линейными ортого- нальными поляризациями). Значение кросс-поляризации в максимуме равно 28 дБ (см. рис. 11), что на 20 дБ мень- ше сигнала в максимуме ДН основной поляризации. В ЫВОДЫ В статье продемонстрировано раз- деление сложной задачи проекти- рования антенны на более простые задачи, с заменой облучателя зеркаль- ной антенны на апертурные излучате- ли. Для осесимметричной и офсетной зеркальной антенн получено хоро- шее совпадение результатов расчёта Рис. 6. Вид параболоида с фокусным расстоянием 138 см и диаметром 240 см, вычерченного в программе FEKO Рис. 7. Диалоги установки апертуры облучателя Рис. 8. Диаграмма направленности осесимметричной зеркальной антенны (расчёт в программе FEKO) Рис. 9. Зеркальная антенна со смещением облучателя Точки, в которых запоминаются и считываются значения ближнего поля 120 см Облучатель 138 см КНД Диаграмма направленности зеркальной антенны Угол места Град. Облучатель © СТА-ПРЕСС