Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Расчет геометрии излучающей части ФАР



МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

 

Курсовой проект

по дисциплине Устройства СВЧ и антенны

Задание №13

Тема «Линейная ФАР с рупорными излучателями»

 

Выполнил

Студент группы 04-427

Криков Дмитрий

Принял

Темченко Владимир Степанович

 

________________

 

 

2013 г.

Содержание.

1. Введение

2. Расчет геометрии ФАР

3. Расчет размеров рупора

4. Построение амплитудной диаграммы

5. Расчет ДН

6. Расчет КНД ФАР

7. Выбор схемы питания

8. Расчет направленных ответвителей

9. Расчет КБВ ФАР

10. Расчет Предельной и допустимой мощностей

11. Выбор фазовращателя

12. Выбор нагрузки питающего волновода

13. Выбор фланцев

14. Описание конструкции

15. Список литературы

16. Сборочный чертеж

17. Электрическая схема

 

 

Введение.

Волноводно-рупорные антенны являются простейши­ми антеннами сантиметрового диапазона волн.

Они могут формировать диаграммы направленности (ДН) шириной от 100—140° (при раскрыве специальной фор­мы) до 10—20° в пирамидальных рупорах. Возможность дальнейшего сужения диаграммы рупора ограничивается необходимостью резкого увеличения его длины.

Волноводно-рупорные антенны являются широкопо­лосными устройствами и обеспечивают примерно полу­торное перекрытие по диапазону. Возможность измене­ния рабочей частоты в еще больших пределах ограничи­вается возбуждением и распространением высших типов волн в питающих волноводах. Коэффициент полез­ного действия рупора высокий (около 100%).

Рупорные излучатели могут применяться как само­стоятельные антенны или, так же как и открытые концы волноводов, в качестве элементов более сложных антен­ных устройств. Как самостоятельные антенны рупоры используются в радиорелейных линиях, в станциях ме­теослужбы, весьма широко в радиоизмерительной аппа­ратуре, а также в некоторых станциях специального на­значения. Широко используются небольшие рупоры и открытые концы волноводов в качестве облучателей параболических зеркал и линз. Облучатели в виде линей­ки рупоров или открытых концов волноводов могут быть использованы для формирования диаграмм направ­ленности специальной формы, управляемых диаграмм или, например, при использовании одного и того же па­раболоида для создания карандашной и косекансной диаграммы направленности.



Во многих практических случаях антенны помещаются внутри ди­электрических защитных колпаков — обтекателей. Назначение обтекателей состоит в защите антенн от воздействия окружающей среды (дождь, снег, пыль, ветер). Кроме того, обтекатели, размещенные на летательном аппарате, позволяют сохранять его хоро­шую аэродинамическую форму.

Иногда обтекателями называют диэлектрические кожухи, закры­вающие облучатели антенн. Эти колпаки позволяют осуществить гер­метизацию волноводного тракта и увеличение (благодаря наддуву) его электрической прочности. Кроме того, они могут использоваться как устройства, согласующие облучатели со свободным пространством.

Главной задачей данного курсового проекта является отыскание наиболее оптимальных размеров и материалов для изготовления рупорного излучателя с выполнением требований технического задания на разработку.

 

 

Расчет геометрии излучающей части ФАР.

(мм)

- длина волны генератора

(град)

- (+/-)сектор сканирования



(град)

- ширина ДН ФАР в вертикальной плоскости (на уровне половинной мощности);

(град)

- ширина ДН ФАР в горизонтальной плоскости (на уровне половинной мощности);

- волновое число;

(В/м)

- величина электрического поля, при которой

происходит пробой в воздухе;

Все расчеты будут производиться в следующей системе координат рис. 2. Все размеры в (мм) а углы в градусах (π/180)

рис. 2

1) Первый этап расчета - это определение необходимой длины решетки и расстояния между излучателями. Для этого необходимо знать форму амплитудного распределения по раскрыву решетки, которая, в свою очередь, определяется, исходя из требований к допустимому уровню боковых лепестков (УБЛ). В нашем задании допустимый УБЛ равен 19 дБ.

Форма амплитудного распределения по раскрыву:

Ширина ДН на уровне 0.7:

Отсюда длина решетки:

 

- округлим

Множитель направленности решетки:

- обобщенный параметр

2) Выбор расстояния между излучателями решетки. Максимальная длина шага:

С увеличением расстояния между излучателями может увеличиться количество главных максимумов, а это нежелательно. Поэтому не стоит выбирать шаг решетки слишком большим (близким к dx).

Шаг решетки примем равным:

(мм)

3) Зная длину решетки и расстояние между излучателями d, можем определить количество излучателей N:

4) Выберем размеры волновода из условия 0.5λ<a<λ, b<0.5λ. Таким условиям соответствует волновод R90 по стандарту МЭК рис. 3

Размеры волновода взяты из справочника [2]

Теперь, когда мы знаем размеры волновода, мы можем найти длину волны λв, распространяющейся в нем, и коэффициент замедления фазовой скорости γ:

Размеры волновода, питающего излучатель, целесообразно будет выбрать таким же. Во-первых, он подходит по размеру (при размещении на узкой стенке); во-вторых, нужно учесть, что при сборке изделия удобнее будет иметь максимум типовых деталей в конструкции.

 

Начальное фазовое распределение по раскрыву решетки, отсчитываемое относительно первого излучателя (при равных электрических длинах волноводов, питающих излучатели):

Операция mod(x,y) вычисляет остаток от деления x на y.Здесь она использована потому, чтоa=a(+/-)2πn, где n - целое число.

Для обеспечения заданной диаграммы направленности в плоскости Θ выберем H - секториальный рупор (рис. 4)

Рупорная антенна состоит из рупора (1), волновода (2) и возбуждающего устройства (3). h - расстояние от раскрыва до горловины рупора, Re - расстояние от раскрыва до ребер рупора

В итоге имеем N=27 излучателей, отстоящих друг от друга на шаг d=1.9 см. Поэтому длина решетки L немного изменится:

(мм)

В связи с небольшим увеличением длины расрыва решетки изменится ширина главного лепестка ее ДН. Теперь она будет равна:

(град)

(град)


Просмотров 1803

Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2020 год. Все права принадлежат их авторам!