Разработка диэлектрической стержневой ФАР

Пояснительная записка к курсовому проекту

Выполнил: Vanish588

Московский Авиационный Институт

Москва 2010 г.

Исходные данные для расчёта

Тип решётки: Диэлектрическая стержневая ФАР бортовой РЛС.

Рабочая длина волны: λ=5 см.

Ширина ДН в обеих плоскостях .

УБЛ в обеих плоскостях: УБЛ = - 13 дБ.

Сектор сканирования в обоих плоскостях: ±60

Введение

Для получения остронаправленного излучения широко применяются антенные решетки (АР), состоящие из совокупности отдельных, как правило, идентичных излучателей. В качестве элементов АР могут использоваться направленные и слабонаправленные излучатели (симметричные вибраторы, щели, открытые концы волноводов, рупора, диэлектрические стержни, спирали). Использование АР позволяет существенно повысить эффективность современных бортовых и наземных радиосистем за счет осуществления быстрого безинерционного обзора пространства путем сканирования луча АР электрическими методами (электрическое сканирование); увеличения коэффициента усиления (КУ) антенны; формирования диаграммы направленности (ДН) с требуемыми шириной и уровнем боковых лепестков путем создания соответствующего амплитудно - фазового распределения по раскрыву решетки; увеличения излучаемой мощности и снижения потерь в фидерном тракте за счет размещения в каналах излучателей решетки независимых генераторов или усилителей высокочастотной энергии; осуществления многофункциональной работы радиосистемы, т.е. совмещение в ней нескольких функций, например: поиска, обнаружения и сопровождения цели; увеличения помехозащищенности путем пространственной обработки сигналов (адаптивные АР) и т.д. При этом антенная решетка может служить первичным звеном обработки (в общем случае пространственно - временной) сигнала и в силу этого в значительной мере определяет основные характеристики всей системы. Для получения предельных характеристик радиосистем могут предъявляться повышенные требования к характеристикам направленности АР: величине КНД, уровню боковых лепестков, форме ДН и т.п. Решетки, обеспечивающие необходимые параметры этих характеристик называют оптимальными. Антенные решетки принято классифицировать в зависимости от расположения излучателей в пространстве, характеру их размещения в решетке, шага решетки, способа их возбуждения и сканирования, типа применяемого излучателя и т.д. В данном курсовом проекте будет проведен расчет параметров плоской антенной решетки с электрическим типом сканирования.

3. Определение геометрических параметров антенной решетки

Одним из наиболее распространенных типов ФАР являются линейные и плоские решетки. Большинство плоских ФАР состоит из идентичных излучателей, расположенных в узлах плоской координатной сетки с двойной периодичностью. Наиболее употребительными являются прямоугольная и треугольная (или гексагональная) сетки. Выбираем прямоугольную сетку рис. 3.1. При элементарном рассмотрении предполагается, что ДН излучателя в решетке не отличается от ДН изолированного излучателя. Далее определим параметры прямоугольной сетки по заданному значению ширины главного лепестка диаграммы направленности, уровню боковых лепестков и сектору сканирования для каждой плоскости в отдельности.

В плоскости Х:

Длина антенной решетки:

,

где k – коэффициент определяемый по уровню боковых лепестков (УБЛ), согласно (Л 4, стр. 24, табл. 2.1) для УБЛ < - 13 дБ, k = 51

λ - длина волны

.- ширина основного лепестка ДН в плоскости Х

Расстояние между излучателями решетки:

Количество излучателей в решетке:

Примем число элементов в решетке в плоскости Х равным 96, тогда пересчитаем длину решетки в этой плоскости:

В плоскости Y:

Длина антенной решетки:

где k – коэффициент определяемый по уровню боковых лепестков (УБЛ), согласно (Л 4, стр. 24, табл. 2.1) для УБЛ < - 13 дБ, k = 51

λ - длина волны

.- ширина основного лепестка ДН в плоскости Y

Расстояние между излучателями решетки:

Количество излучателей в решетке:

Примем число элементов в решетке в плоскости Y равным 96, тогда пересчитаем длину решетки в этой плоскости:

Таким образом, в результате определения геометрических размеров решетки получаем плоскую решетку, с размерами 2, 55 и 2, 55 метра (96 излучателей по оси Х и по оси Y ) и расстоянием между излучателями равным 2, 7 см в обеих плоскостях.

4. Расчет диаграммы направленности диэлектрической стержневой антенны

Проектируемая антенная решетка строится на базе диэлектрических стержневых антенн и для дальнейшего расчета диаграммы направленности всей решетки нам необходимо определить диаграмму направленности одиночного стержневого диэлектрического излучателя. В ходе определения его конкретных параметров стоит заметить, что ширина диаграммы направленности одиночного излучателя будет влиять на амплитуду главного лепестка решетки при сканировании. Исходя из этого, ширина диаграммы направленности основного лепестка одиночного излучателя по уровню 0, 707 от максимума, создаваемой им напряженности поля должна быть как можно ближе к 90°. Тогда при максимальном угле сканирования в 50°, амплитуда главного лепестка решетки уменьшится не более чем в 0, 707 раз. Выберем конусообразную конструкцию диэлектрического излучателя, упрощенный вид которого показан на рисунке 4.1

В качестве материала диэлектр

Внимание, отключите Adblock

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

Скачать