Решетка из рупорных антенн с электрическим качанием луча в горизонтальной плоскости

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

РГРТА

Кафедра Радиоуправления и Связи

Курсовая работа

НА ТЕМУ:

«РЕШЕТКА ИЗ РУПОРНЫХ АНТЕНН С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ КАЧАНИЕМ ЛУЧА В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ»

Выполнил студент группы 816

Шлома Николай Владимирович

Проверила

Рендакова Валентина Яковлевна

Рязань, 2006 г.

Содержание

Введение

Теоретическая часть

Расчет основных параметров и характеристик антенны

Расчет параметров одиночного излучателя

Расчет параметров решетки

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Область применения антенных устройств и устройств сверхвысо­ких частот (СВЧ) чрезвычайно велика. Антенно-фидерное устройство является неотъемлемой частью любой радиотехнической системы. В ди­апазоне СВЧ антенны создают остронаправленное излучение с шириной луча в единицы и доли градусов и имеют коэффициент усиления, дос­тигающий десятков и сотен тысяч. Это позволяет использовать ан­тенну не только для излучения и приема радиоволн, но и для пе­ленгации (в радиолокации, навигации, радиоастрономии), борьбы с помехами, обеспечения скрытности работы радиосистемы и для дру­гих целей.

В настоящее время широкое распространение получили остронап­равленные сканирующие антенны СВЧ (антенные решетки). Сканиро­вание позволяет осуществлять обзор окружающего пространства, со­провождение быстродвижущихся объектов и определение их угловых координат.

Современные антенны являются сложнейшими устройствами, причем их характеристики предопределяют основные параметры разрабатывае­мых радиосистем. Это приводит к тому, что расчетом основных харак­теристик антенн и устройств СВЧ приходится заниматься не только специалистам в этих областях, но и разработчикам радиосистем. Та­ким образом, проектирование (разработка) современного антенно-фидерного устройства представляет собой сложный творческий процесс коллектива специалистов.

Теоретическая часть

Рупорные антенны являются простейшими антеннами СВЧ - диапазона. Они могут применяться как самостоятельно, так и в качестве элементов более сложных антенн. Рупорные антенны позволяет формировать диаграммы направленности (ДН) шириной от 100-140° до 10-20°. Возможность дальнейшего сужения ДН ограничивается необхо­димостью резкого увеличения длины рупора. Рупорные антенны являют­ся широкополосными, они обеспечивают примерно полуторное перекры­тие по диапазону. Возможность изменения рабочей частоты в еще больших пределах ограничивается возбуждением и распространением в питающем волноводе высших типов волн. Коэффициент полезного дейс­твия рупора - высокий («100 %). Включение в волноводный тракт фа­зирующей секции или в раскрыв поляризационной решетки обеспечивает создание поля с круговой поляризацией. Для формирования узких ДН могут быть использованы двумерные решетки из небольших рупо­ров.

Расчет основных параметров и характеристик антенны

Для удобства для всех параметров введем индекс, определяющий плоскость (Е или Н), для которой рассчитывается параметр. Пусть i = 1 для Е плоскости, i = 2 для Н плоскости.

Расчет параметров одиночного излучателя

Анализ задания

По заданию одиночный излучатель – рупор с раскрывом см

Длина волны: см

Выбор питающего волновода

Т. к. раскрыв рупора задан и имеет прямоугольную форму, то нам целесообраз-но выбрать волновод прямоугольной формы. Из условия распространения в волноводе только основного типа волны Н10,

а также из заданной мощности в антенне (Р=2кВт), из справочника выберем волновод:

наименование : R140

габариты : axb = 15,8 x 7,9 [мм]

Расчет длинны рупора

Длину рупора характеризуют два размера: h – расстояние от раскрыва до горловины рупора, одинаковое в плоскостях Е и Н, h₁ и h₂ – расстояние от раскрыва рупора до точки, в которой сходятся ребра пирамидального рупора в плоскостях Е и Н соответственно.

где а1, а2 – заданные размеры раскрыва рупора.

Т. к. длины рупора в плоскостях Е и Н сильно отличаются, необходимо выполнить уравнение стыковки, которое имеет следующий вид:

h₂ >h₁ следовательно, считаем h₂ постоянным и решаем уравнение относительно h₁

Найдем также углы расхождения ребер рупора.

Определение фазовых ошибок

Максимальная ошибка в раскрыве определяется геометрическими размерами рупора и ее допустимая величина должна удовлетворять условиям:

в плоскости Е и Н соответственно. В нашем случае ошибки будут равны:

Фазовые ошибки меньше допустимых. Это позволяет нам оставить выбранные размеры рупора и продолжить расчет.

Расчет коэффициента отражения

Так как длина рупора и его раскрыв в обеих плоскостях много больше длины волны, то коэффициентом отражения от горловины и от раскрыва рупора можно пренебречь и не учитывать в дальнейших расчетах.

Ширина диаграммы направленности по уровню половинной мощности

Диаграммы направленности рупора

В плоскости XZ т. е. в Е-плоскости:

В плоскости YZ т. е. в H-плоскости:

Расчет коэффициента н

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать