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)






Выбор размеров и оптимальной длины рупора



Поскольку ограничением при решении данного вопроса является расстояние d между излучателями, то выберем такой рупор, размер раскрыва которого в плоскости Н обеспечивал бы нам необходимую ширину ДН в вертикальной плоскости (плоскости вектора H), а в плоскости E таким, чтобы можно было стыковать рупора соседних излучателей по широкой стороне aр. Это обеспечит нам максимальный КНД (если не превышать величину допустимой фазовой ошибки) и, к тому же, обеспечит жесткость конструкции при спайке раскрывов соседних рупоров.

 

При выборе размеров ap мы опираемя на ширину ДН в плоскости H, т.к. по условию задачи наша решетка не сканирует в вертикальной плоскости, а, следовательно, ширина ДН одиночного излучателя в плоскости H определяет ширину ДН всей решетки в этой плоскости.

В плоскости Н и E ширина ДН по уровню половинной мощности равна:

- в плоскости Н ;

- в плоскости E .

Следовательно, опираясь на задание, находим размеры ap. Размер bp принимаем равным величине расстояния между излучателями d:

Выберем отимальные длины рупора. Они выбирается исходя из удовлетворения требованиям к допустимой фазовой ошибке в раскрыве и соотношения собственных размеров. Требования эти отличаются для раскрыва в плоскости H и E.

;

Размер рупора в плоскости H:

 

Размер рупора в плоскости E зависит от размера RH:

Максимальная фазовая ошибка в плоскости E:

Расстояние от раскрыва до горловины рупора:

 

Форма амплитудного распределения.

Если ψHmax <=3π/4 , то в первом приближении поле в раскрыве рупорной антенны можно считать синфазным. Поэтому можно воспльзоваться следующей формулой для амплитудной ДН в плоскости H:

Максимальная фазовая ошибка в плоскости E не превышает допустимой. Поэтому для расчета воспользуемся формулой:

Столь высокие погрешности объясняются приблизительностью использованного расчета. Значит, фазовая ошибка была слишком большой.

Расчет диаграммы направленности.



ДН линейной решетки излучателей приближенно расчитаем как

- в горизонтальной плоскости

- в вертикальной плоскости

Максимальный УБЛ по графику:

(дБ)

 

(дБ)

 

Это значит, что при проектировании мы не на много отклонились от требуемых параметров решетки.

 

Ширина луча по уровню 3 дБ, что соответствует θ0.7 по полю:

(дБ)

 

равна θ0.7E=0.04*(360/2π)= (град), т.е. 0.7E= (град), что практически не отличается от требуемой ширины.

Расчет КНД ФАР.

- КИП рупора при рассматриваемом амплитудном распределении;

- площадь излучающей поверхности рупора

КНД рупора:

Для оптимальной длины рупора КНД примерно равен 0.8Dmax, где

А КНД рупора в плоскости E можем считать приблизительно равным КНД синфазного раскрыва (т.к. фазовая ошибка в этой плоскости много меньше π/2):

Таким образом,

КНД линейной непрерывной решетки излучателей (а при числе излучателей N>10 ее можно считать таковой):

Но из-за наличия коммутационных фазовых ошибок КНД коммутационной антенной решетки уменьшается:

- доля поглощенной мощности

КУ ФАР вычислим, зная КНД и КПД решетки. Последний примем приближенно равным

т.е. мы пренебрегаем потерями мощности при прохождении через фидерный тракт, а учитываем только потери мощности в нагрузке (χ).



Таким образом, КУ ФАР:

При максимальном отклонении луча:

Построим ДН чтобы убедится что посчитанные значения верны:

- обобщенный параметр

- в горизонтальной плоскости

- в вертикальной плоскости

Выбор схемы питания.

В нашей работе мы будем использовать делители мощности. Они используются для питания излучателей и обеспечения заданного амплитудного распределения в решетке. По типу схемы питания излучателей делители мощности в виде закрытого тракта разделяют на последовательные и параллельные. Опишем каждую из них.

Рис.5. Схемы делителей мощности в виде закрытого тракта

 

При последовательной схеме фазовращатели можно включать в боковые ответвления фидерного тракта, идущие к излучателям (рис. 5, а). В этом случае в каждый из N фазовращателей проходит 1/N мощности, а потери мощности обусловлены одним фазовращателем. Недостатком этой схемы является разная электрическая длина пути от входа антенны до излучателей, что может привести к фазовым искажениям на краях частотного диапазона. Во избежание этого в боковые ответвления необходимо включать компенсационные отрезки фидера.

 

При параллельной схеме (рис. 5, б), в которой можно использовать маломощные фазовращатели и выравнивать длины отдельных каналов для обеспечения широкополосности, общие потери мощности определяются потерями в одном фазовращателе. Недостатком является сложность согласования при делении мощности на большое число каналов. Другим примером может служить двоично-этажный делитель (рис. 5, в), в каждом узле которого мощность делится пополам. Ширину полосы такого делителя можно увеличить, включив отрезки фидера равной длины от входа до каждого излучателя. При неравном делении мощности фазовые и амплитудные искажения в выходных линиях разветвлений в полосе частот будут большими, а полоса уже, чем при равном делении.

 

В качестве делителей мощности используют волноводные и коаксиальные тройники, волноводные мосты, направленные ответвители на связанных полосковых линиях, а также кольцевые резистивные делители мощности на полосковых линиях.

Итак, в своей работе я буду использовать последовательную схему питания излучателей (см. рис. 6), т.к. при числе излучателей N=27 она оправдывает с

точки зрения простоты конструкции и экономии материала для питающего тракта. В качестве фазовращателей будут использоваться отражательные. Причина простота исполнения и экономичность (нам не понадобятся нагрузки в линиях, питающих излучатель).

Рис.6. Электрическая схема антенны


Просмотров 2140

Эта страница нарушает авторские права

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