Меню

Анализ технического задания и выбор метода расчета

По техническому заданию на курсовую работу требуется спроектировать линейку из рупорных антенн. В качестве одиночного излучателя используется пирамидальный рупор.

Примем следующие обозначения: параметры рупора, рассчитываемые в Н-плоскости, будем обозначать индексом 1; параметры рупора, рассчитываемые в Е-плоскости, будем обозначать индексом 2. На рис. 1 обозначены: а1,а2 – размеры раскрыва рупора; h1, h2 – длины рупора; θ1, θ2 – углы раскрыва рупора.

Будем использовать следующую методику расчёта рупорного излучателя. По заданной рабочей частоте выберем возбуждающий волновод. По заданным размерам раскрыва рупора найдем коэффициент направленного действия одиночного излучателя и его геометрические размеры. При выборе длины рупора учтем два условия.

1) Максимум КНД рупора заданной длины достигается при определенном значении величины фазовых искажений. Такой рупор называют оптимальным. Пирамидальный рупор оптимален, если максимальные искажения в Н-плоскости составляют 135о, а в Е-плоскости – 90о.

, откуда

, откуда . [1]

2) Для пирамидального рупора найденные длины могут быть различными и не совместимыми. Поэтому необходимо обеспечить правильную стыковку рупора с волноводом.

Для расчета диаграммы направленности пользуются интегральными выражениями [3]:

,

.

Эти формулы для расчета поля излучения рупоров сравнительно сложны и расчет по ним получается трудоемким. Для оптимального рупора, фазовые искажения которого не превышают максимально допустимых, расчет можно проводить по формулам

,

,

которые не приводят к существенным погрешностям[3].

Диаграмма направленности сложной антенны определяется произведением двух множителей: диаграммы одного излучателя Fизл(θ) на множитель решетки Fn(θ) [1]:

.

Требуется, чтобы антенна возбуждала поле с вращающейся поляризацией.

Для этого установим в раскрывах рупоров фазирующие секции.

По заданию необходимо обеспечить работу антенны в синфазном и несинфазном режиме. Если все излучатели питаются синфазно, то луч направлен по нормали к линии расположения излучателей. При несинфазном режиме работы фаза токов излучателей в направлении оси Y изменяется по линейному закону.

Изменение разности фаз полей излучателей, обусловленное изменением разности фаз их токов, ведет к изменению направления максимального излучения антенны. Если основной лепесток ДН множителя при отклонении луча будет выходить за пределы основного лепестка ДН одного излучателя, то уровень боковых лепестков резко увеличится. Поэтому возьмем максимальное отклонение ДН антенны от нормали к ее поверхности равное ширине ДН ее излучателей по мощности по уровню 0,7.

φmax = φ0,7изл

Электрическое управление положением антенного луча будем осуществлять при помощи фазовращателей, которые обеспечивают изменение сдвига по фазе между токами в излучателях антенны.

Качество антенн характеризуется коэффициентом усиления антенны, равным произведению КНД на коэффициент полезного действия антенны. Для рупорных антенн можно считать, что мощность потерь значительно меньше мощности излучения, благодаря чему КПД антенны можно принять равным единице[1].

Другие статьи:

Аналоговая следящая система для ручного управления телекамерой
Широкий размах автоматизации во всём мире привёл к необходимости использования во всех производствах разнообразных автоматических систем, выполняющих те или иные функции по управлению самыми различными физическими процессами. ...

Амплитудно–модулированный передатчик ближней связи
Радиотехнические системы СВЧ диапазона имеют широкую область применения. В состав большинства из них входят радиопередатчики - устройства, в значительной степени определяющие надежность и долговечность всей системы в целом [5 ...

Проводная связь в годы ВОВ
Великая Отечественная война началась для Советского Союза в исключительно неблагоприятной обстановке. Фашистская Германия, захватив европейские страны, сосредоточила и развернула у советских границ огромные группировки войск ...

(C) 2021 | www.techniformula.ru