Рупорный облучатель выбирают по форме апертуры, полю и связи с отражателем. Пирамидальный, конический, гофрированный, двухмодовый и гребневый описывают разные признаки, которые могут сочетаться. Для радара важна требуемая диаграмма, а не обязательная привязка одного типа рупора к одной буквенной полосе.
Облучатель или самостоятельная антенна
Рупор может непосредственно излучать в пространство либо освещать зеркало. Во втором случае его диаграмма, фазовый центр и поляризация должны соответствовать отражателю.
Максимальное собственное усиление рупора не всегда даёт максимальное усиление всей зеркальной системы. Слишком узкое освещение недоиспользует край зеркала, слишком широкое увеличивает перелив энергии за него.
Секториальный и пирамидальный рупоры
Секториальный рупор расширяется преимущественно в одной из главных плоскостей. Пирамидальный расширяется в двух и обычно имеет прямоугольную апертуру.
Углы раскрыва и длина влияют на амплитуду и фазу в раскрыве, а также на ширину E- и H-плоскостных диаграмм. Само название не гарантирует диапазон 8–40 ГГц или одинаковую ширину луча во всех плоскостях.
Конический рупор
Коническая форма обычно соединяет круглый направляющий участок с круглой апертурой. Поляризация зависит от возбуждённых мод, а не просто от круглого внешнего вида.
Гладкостенный конический рупор может отличаться по симметрии диаграмм и кросс-поляризации от гофрированного. Сравнивайте полные частотные и угловые данные.
Гофрированный рупор
Канавки на внутренней поверхности создают требуемые граничные условия и могут поддерживать подходящую гибридную структуру поля. В правильно спроектированном изделии это помогает получить симметричное освещение и низкую кросс-поляризацию.
Глубина и шаг канавок, входной переход и полоса существенны. Нельзя назначать всем рупорам канавки одной глубины или фиксированную кросс-поляризацию −35 dB.
Двухмодовый рупор
В таком проекте контролируемо сочетают две модальные составляющие с заданными амплитудой и фазой, чтобы сформировать поле раскрыва. Это не обязательно два диапазона или два независимых поляризационных канала.
Точный состав мод определяется конструкцией. Согласование их фаз по частоте ограничивает полезную полосу. Термины «двухмодовый» и «двухполяризационный» нельзя использовать как синонимы.
Гребневый рупор
Гребни меняют поле и условия отсечки, что позволяет проектировать широкополосную структуру. Два гребня обычно не означают два порта поляризации. Четырёхгребневая конструкция с подходящим питанием может обслуживать ортогональные поляризации.
У широкополосного рупора проверяйте форму главного лепестка и поляризацию на краях диапазона. Хороший КСВ не исключает нежелательного расщепления диаграммы.
Согласование с отражателем и волноводом
Задайте геометрию зеркала, f/D, угловой размер его края относительно облучателя и требуемый уровень освещения. Уровень на краю и оптимальная эффективность зависят от задачи, включая шум и боковое излучение.
Сверьте сечение, фланец, ориентацию поля, моды и реальную полосу. Для примера, обычный диапазон WR-90 — 8,2–12,4 ГГц, WR-28 — 26,5–40 ГГц. Подходящее обозначение фланца не гарантирует правильный фазовый центр.
Что проверить после установки
| Характеристика | Проверка |
|---|---|
| Полоса | Отражение и диаграммы по частоте. |
| Освещение | Край зеркала, перелив и фазовый центр. |
| Поляризация | Основная и нежелательная составляющие. |
| Среда | Обтекатель, вода, температура и крепление. |
| Мощность | Среднее, пик и отражение нагрузки. |
Дождевое затухание пути и потери мокрого обтекателя — разные факторы. Один материал или универсальный нагреватель 50 Вт не решают их одинаково.
Справочные материалы: типы и принцип рупора, эффективность зеркальной апертуры. Утверждения о типичной цене, потере и улучшении радара должны сопровождаться конкретными моделями и условиями.
