Dodatek1

Dodatek I
Krótkie opisy programów do ćwiczenia nr 3
Program PARABOLA.mcd
Dane: a - długość małej osi elipsy (apertury anteny) w [mm],
b - długość duŜej osi elipsy (apertury anteny) w [mm],
zoo - głębokość reflektora (rys. 1) dla x=y=0 w [mm] (rys. 1).
Obliczane są współczynniki A, B, C, P, E ogólnego równania powierzchni paraboloidy:
A x2 + y2 + Bz2 + Cxz + Pz + E = 0
oraz wartości θo, θ*, F/D, długość wspornika i promień anteny wolny od zacienienia apertury
OA i OAp. Uwaga: Obliczać tylko do uzyskania kątów θo, θ* oraz wartości OA i OAp. Dalsze
obliczenia po komentarzu „Następnym krokiem jest ...” nie są juŜ potrzebne (tekst w
skrypcie).
Program SOLVE.mcd
SłuŜy do zweryfikowania wyników uzyskanych programem parabola.mcd. Dane: plik z
dwoma kolumnami liczb xi i zi, tj. z wynikami pomiaru głębokości reflektora z rys. 1 dla y=0.
Przykładowy plik z danymi to z dane.prn. WaŜne jest, aby wartości x obejmowały przedział
[A’; B’] (układ współrzędnych jak na rys. 1) i by w jego środku znajdowało się zero (liczba
A’ ujemna, B’ dodatnia). Skrypt oblicza współczynniki A, B, C, F, P, E innego równania:
Ax2 + Bz2 + 2Cxz + 2Fx + 2Pz + E = 0,
które moŜna porównać z wynikami skryptu PARABOLA.mcd dla ustalonego E lub dla F=0.
NaleŜy w programie samemu dokonać wyboru poprzez wyłączenie z obliczeń
odpowiedniego równania. (uwaga: F nie jest teraz ogniskową, tylko współczynnikiem
równania paraboloidy). Następnie program aproksymuje otrzymane równanie z min. błędem
średniokwadratowym i podaje wykresy aproksymowanego przekroju i błędu, tj. róŜnicy
między powierzchnią faktycznej paraboloidy (zmierzonej) a powierzchnią idealną. W razie
potrzeby moŜna zmienić granice xi celem uzyskania lepszego wykresu końcowego.
Rys.1. Niesymetryczny wycinek paraboloidy - antena offsetowa w układzie współrzędnych XYZ.
Program OF.mcd
Oblicza unormowaną charakterystykę promieniowania anteny offsetowej (podświetlanej)
w układzie współrzędnych (θ,Φ) dla ustalonego Φ. Zakładamy, Ŝe źródło oświetlające ma
charakterystyki promieniowania w dwóch przekrojach aproksymowane funkcjami cos n Φ '
i cos m θ ' .
Dane:
f
F
- częstotliwość [Hz]
- ogniskowa reflektora [m];
θg
- kąt oświetlenia anteny [stopnie],
θo
- kąt podświetlenia anteny [stopnie],
Φ
- kąt ustalający płaszczyznę (przekrój) obliczanej charakterystyki [radiany],
m i n - dwie liczby całkowite lub rzeczywiste określające rząd charakterystyki
konwertera (źródła oświetlającego reflektor).
Uwaga! Powinien być spełniony warunek: θo > θg. Jeśli jest odwrotnie, oznacza to, Ŝe źródło
oświetlające będzie częściowo zasłaniało aperturę, a antena będzie miała gorszy zysk i być
moŜe nie spełni normy CCIR.
Dodatkowo za pomocą liczb ł i kr moŜna określić podział kąta ω (ω≡θ), w funkcji którego
obliczana będzie charakterystyka promieniowania. Oprócz charakterystyki podstawowej
(zapisanej ostatecznie jako Mł,1) obliczana jest takŜe cha-ka ortogonalna (Mł,2), ale tylko dla
przekroju Φ=π/2 przyjmuje ona realne wartości (tzn. nie mniejsze niŜ -100 dB). Wyniki
obliczeń otrzymuje się na wykresie i w postaci pliku (nazwę pliku naleŜy zmieniać przed
rozpoczęciem nowych obliczeń!). Obliczenia trwają długo. Na komputerze z zegarem
1400 MHz przy zmiennych 0 ≤ ł ≤ 100 i kr = 0.2 (co odpowiada przedziałowi kąta
θ [-10°;+10°] z krokiem 0.2°) czas obliczeń wynosi ok. 10 minut. Im argument ω bardziej
oddala się od zera, tym dłuŜszy czas obliczeń.
Programy OF1.mcd, OF2.mcd oraz OF_F.mcd
ZałoŜenia i dane - jak do programu OF.mcd. Dodatkowo moŜna podać ∆t i ∆z [m] przesunięcia źródła oświetlającego poza ognisko. W programie OF2.mcd normowanie
obliczonej charakterystyki odbywa się inaczej, natomiast OF_F.mcd umoŜliwia obliczenie
charakterystyk promieniowania w strefie pośredniej - podaje się dodatkowo odległość r [m]
od anteny. Obliczenia trwają jeszcze dłuŜej.