3. Анализ технического задания.

Для решения поставленной задачи получения ширины ДН на уровне 0,707 ΔΘ_Е=2 КНД=2000, я выбрал тип зеркала – пароболический цилиндр, т.к. соотношение углов в плоскостях получается значительным. По заданному значению КНД рассчитаю приблизительное значение угла в плоскости Н.

Первоначально выберем волновод подходящей под заданную длину волны.

Затем произведем расчет облучателя. Тип облучателя – антенная решетка, которая будет располагаться горизонтально т. к. угол в плоскости вектора Е меньше, длина решетки будет равна длине зеркала, а ширина – широкой стенке волновода. Антенная решетка позволит получить линейное амплитудное распределение в плоскости вектора Е, что значительно упростит расчет. Для плоскости Н диаграмма направленности решетки имеет вид

Рис. 1 внешний вид антенны.

В декартовой системе координат цилиндрический параболойд определяется уравнением (начало координат совпадает с вершиной параболоида) x²=4fz. Рассчитываем основные геометрические размеры антенны (фокус, глубина зеркала, расстояние между облучателем и зеркалом). [3]

Рассчитав размеры антенны, и зная ДН облучателя, приступаем к расчету амплитудного распределения, которое определяется по следующей формуле g(θ)=F_обл(θ)cos²(θ/2). Аппроксимируя полученное амплитудное распределение по таблице, приведенной в методичке. Полученная функция представляется в виде линейной комбинации нормированных парциальных АР ( ) со своими весами ( ) . то ДН является линейной комбинацией соответствующих парциальных ДН (Fi) с теми же весами, умноженными на параметр амплитудного распределения (Mi), . После чего рассчитаем для полученной антенной системы КИП, который будет представлять собой произведение трех составляющих: апертурный ( ), КИП рассеяния ( ) и КИП затенения ( ). . [1] Так как антенная решетка создает тень, то необходимо будет произвести расчет влияния тени на ДН в плоскости Н.

4.Выбор волновода.

Для того чтобы выбрать волновод, рассчитаем частоту.

ƒ=с/λ=3*10⁸/0.036=8,3 ГГц.

Исходя, из полученного значения частоты и известной длинны волны, используя стандартный советский волновод R84 со следующими параметрами:

f=6,57 – 9,99 ГГц

Внутренние размеры:

а=28,499мм

b=12,624мм

t=1.625мм

r1=0.8мм

Внешние размеры:

a1=31,75мм

b1=15,88мм

r2=0.8 – 1,3

Затухание на 7,89 ГГц: 0,0794Б/м-теоретическая; 0,103Дб/м max.

Рис. 2 основные размеры волновода.

Рассчитаем значение критической мощности для данного волновода:

[8]

, где =1,2МВт/см²

Допустимая мощность в линии обычно принимается равной 25 – 30 % от критической мощности. [8]

Тогда Р_ДОП=417кВт, что удовлетворяет условию задания.

5. Расчет облучателя.

К облучателю предъявляются следующие требования:

1. ДН должна обеспечивать выбранное амплитудное распределение в раскрыве и иметь минимальное излучение вне угла раскрыва.

2. Фазовая характеристика направленности должна иметь фазовый центр, совмещенный с фокусом зеркала.

3. Поперечные размеры облучателя не должны быть чрезмерно большими, чтобы избежать затемнения раскрыва.

4. Электрическая прочность облучателя должна быть достаточной для пропускания полной рабочей мощности радиосистемы без опасности пробоя.

5. Рабочая полоса частот облучателя должна соответствовать требуемой полосе частот радиосистемы [8].

Все эти требования для моего случая может выполнить антенная решетка. Длина, которой равна длине зеркала в плоскости вектора Е, а ширина – длиной стенке волновода. Внешний вид и основные размеры приведены на рисунке 3.

Рис. 3 антенная решетка.

Длина щели 18 мм.

Расстояние между щелями 36 мм.

Ширина щели 2 мм.

Даная антенна будет давать в плоскости вектора Е равномерное АР, а в плоскости Н вектора – рассчитывается исходи из того, что ДН .