Рупор для радара выбирают по семи группам параметров: диапазон, апертура, диаграмма, поляризация, согласование, мощность и установка. Прямой излучатель, облучатель зеркала и измерительная антенна выполняют разные задачи. Сначала определите назначение и критерии приёмки.
1. Диапазон и входной интерфейс
Укажите минимальную и максимальную частоты и мгновенную полосу сигнала. Не каждый рупор работает во всём диапазоне 8–40 ГГц. Проверять нужно волновод, переход и излучающую часть вместе.
Для коаксиального входа нужны разъём и опорный импеданс, для волноводного — сечение, мода и фланец. Обычная полоса WR-90 равна 8,2–12,4 ГГц. Полосу WR-15 50–75 ГГц нельзя автоматически продолжать до 77 ГГц как гарантированную.
2. Апертура и размеры
Приближённо G ≈ 4πηA/λ², где A — физическая площадь апертуры, η — её эффективность. Для 10 ГГц, площади 0,10 × 0,08 м² и принятого η = 0,60 получаем около 18,3 dBi. Это расчётный пример, не измерение изделия.
Увеличение эффективной апертуры при той же частоте обычно повышает направленность. Слишком короткий рупор может иметь значительную фазовую ошибку раскрыва. Универсального соотношения длины и волны 1:1,5 или обязательного раскрыва 30 мм на 24 ГГц нет.
3. Ширина луча и боковые лепестки
Сравнивайте диаграммы в главных плоскостях по всей полосе. Узкий луч уменьшает мгновенный угловой охват и может требовать более точного наведения. Ширина луча, ошибка наведения и разрешение радара — разные характеристики.
Для облучателя зеркала важны освещение, перелив энергии за край и фазовый центр. Максимальный собственный коэффициент усиления рупора не обязательно даёт лучший результат с конкретным отражателем.
4. Поляризация
Определите линейную или круговую поляризацию, ориентацию и принятую систему определения вращения. Круглое отверстие само по себе не означает круговую поляризацию.
Запрашивайте необходимые диаграммы кросс-поляризации и осевое отношение. Для двух идеальных линейных поляризаций при рассогласовании на 45° коэффициент передачи мощности равен cos²45° = 0,5, то есть потеря около 3,01 дБ.
5. Согласование и определения потерь
При КСВН 1,5 модуль коэффициента отражения равен 0,2, а отражённая мощность — 4%. Оставшиеся 96% не обязательно целиком излучаются: есть потери в проводниках и диэлектриках.
Проверьте, приводится ли направленность, усиление или реализованное усиление с учётом рассогласования. Не вычитайте одну и ту же потерю отражения или кабеля дважды.
6. Средняя и пиковая мощность
Определите длительность импульсов, частоту повторения, среднюю и пиковую мощность. При прямоугольных импульсах 1 кВт, 10 мкс и 1 кГц средняя мощность составляет 10 Вт. Однако компоненты всё равно должны выдерживать пик 1 кВт.
Ограничение может задаваться разъёмом, переходом, окном или локальным полем, а не только размером раскрыва. Давление, температура и отражённая мощность также существенны. Малосигнальное измерение КСВН не заменяет испытание на мощность.
7. Установка и проверка
Согласуйте массу, крепления, вибрацию, коррозию и наличие обтекателя. IP67 не является общим обязательным классом всех рупоров и не подтверждает автоматически все условия эксплуатации.
Для измерений задайте расстояние, опорные плоскости, поляризацию и калибровку. Оценка дальней зоны R ≳ 2D²/λ полезна как одна из проверок для электрически большой апертуры; нужно также учитывать прочие условия измерительной методики.
Используйте основы рупорных антенн и таблицу волноводных размеров. В запросе производителю перечисляйте требования с частотами и условиями, а не только желаемую дальность радара.
