- •1. Техническое задание.
- •2. Введение.
- •3. Анализ технического задания.
- •4.Выбор волновода.
- •5. Расчет облучателя.
- •5.Основные геометрические размеры антенны.
- •7. Расчет амплитудного распределения (ар) в раскрыве зеркала
- •8. Расчет дн без учета тени.
- •8. Расчет дн с учетом тени.
- •8. Расчет кип антенны.
- •9. Узел для разработки. Антенный переключатель.
8. Расчет дн без учета тени.
ДН является линейной комбинацией соответствующих парциальных ДН (Fi) с теми же весами, умноженными на параметр амплитудного распределения (Mi),
.
Для плоскости вектора Н:
Ly=345мм
Рис. 8 ДН в плоскости Н.
Θ |
F(Θ) |
F(Θ) с тенью |
0 |
1 |
1 |
1 |
0,962 |
0,955 |
2 |
0,870 |
0,854 |
3 |
0,722 |
0,696 |
4 |
0,560 |
0,497 |
5 |
0,390 |
0,292 |
6 |
0,226 |
0,102 |
7 |
0,089 |
0,053 |
8 |
0,001 |
0,154 |
9 |
0,057 |
0,093 |
10 |
0,077 |
0,073 |
Ширина ДН по уровню 0,707 ΔΘH=6,3
Для плоскости вектора Е:
Т.к. в данной плоскости равномерное распределение, то ДН будет иметь вид:
Рис. 9 ДН в плоскости Е.
Θ |
Fe(Θ) |
0 |
1 |
0,2 |
0,985 |
0,4 |
0,947 |
0,6 |
0,884 |
0,8 |
0,8014 |
1 |
0,696 |
1,2 |
0,572 |
1,4 |
0,460 |
1,6 |
0,337 |
1,8 |
0,219 |
2 |
0,108 |
Ширина ДН по уровню 0,707 ΔΘЕ=1,97
8. Расчет дн с учетом тени.
Рис. 10 Тень зеркала.
Итоговое амплитудное распределение представляется в виде суперпозиции двух амплитудных распределений : .
Для прямоугольных раскрывов с разделяющимся по координатам АР g(X,Y)=g(X)g(Y) параметр М определяется тоже как произведение М = Мx*Мy, а параметры МX и MY имеют размерность длины. Обозначая размеры раскрыва и тени вдоль соответствующих осей через Lx , Ly и tx , ty и придавая параметру М, соответствующему тени, верхний индекс "Т", запишем ДН для плоскости XOZ
,
где
Рис. 11 ДН в плоскости Н с учётом тени.
Ширина ДН по уровню 0,707 ΔΘН=5,7.
8. Расчет кип антенны.
Полный КИП параболической антенны состоит из нескольких сомножителей: КИП=КИПА* КИПР*КИПТ,
Где КИПА-КИП раскрыва апертуры.
КИПР- КИП рассеяния.
КИПТ-КИП тени.
КИПА=0.92
КИП рассеянья:
Для плоскости вектора Е: КИПР=0.9
Для плоскости вектора Н: КИПР=1
Среднее значение: КИПР=0.95
КИП тени.
Следовательно:
Для полученного значения КИП и площади антенны рассчитываем КНД:
9. Узел для разработки. Антенный переключатель.
Антенные переключатели применяют в импульсных РЛС при использовании общей антенны для передачи мощного импульса и для приема отраженных от целей сигналов. На время излучения импульса передатчиком приемник должен быть отключен от тракта и защищен от действия мощного сигнала. В паузах между импульсами к антенне должен быть подключен приемник, а передатчик должен быть изолирован от тракта, чтобы не было ослабления принимаемых сигналов.
Антенные переключатели могут быть собраны по ответвительной схеме и по балансной схеме.
Балансный антенный переключатель (рис. 12) содержит два направленных ответвителя с равным делением мощности, пары развязанных входов которых соединены между собой отрезками линии передачи с включенными в них резонансными разрядниками. Рассматривая прохождение сигналов в этих схемах при включенных и выключенных разрядниках с учетом свойств направленных ответвителей, можно убедиться, что:
Рис. 12 Балансный антенный переключатель
1) мощность импульса передатчика делится ответвителем пополам и поджигает разрядники; отраженные от разрядников импульсы вновь проходят через ответвитель и суммируются в антенне, ко входу ответвителя, соединенному с передатчиком, отраженные импульсы поступают в противофазе и компенсируются, так что в канале передатчика нет отраженной волны;
2) колебания, просочившиеся через резонансные разрядники в режиме передачи, суммируются вторым направленным ответвителем на выходе с согласованной нагрузкой . и взаимно компенсируются на выходе, соединенном с приемником;
3) при неработающем передатчике, сигналы, принятые антенной, свободно проходят через разрядники и суммируются в приемнике; в балластную нагрузку сигналы приходят в противофазе и компенсируются, так что потерь при приеме сигнала нет;
4) канал передатчика при работе на прием изолирован от приемного тракта согласно свойству развязки направленного ответ-вителя. Вследствие направленности ответвителей балансные переключатели увеличивают развязку входа приемника от выхода передатчика на 7—10 дБ. [8]
На рис. 13 показан эскиз конструкции балансного антенного переключателя с использованием щелевых мостов и сдвоенного резонансного разрядника. Газовое наполнение в каналах сдвоенного разрядника одинаковое благодаря отверстию в общей стенке. Рабочие характеристики каналов сдвоенного разрядника практически идентичны, что повышает качество работы антенного переключателя как при передаче, так и при приеме.
Рис. 13 антенный переключатель.
10. Заключение
В ходе данного курсового проекта была рассчитана антенная система состоящая из зеркала и облучателя. Зеркало выполнено в виде параболического цилиндра со следующими размерами Lx=930мм, Ly = 345мм. Был рассчитан облучатель в виде антенной решетки с размерами 930х23мм, в которой прорезано 25 щели. Облучатель находится в фокусе, который равен 138мм. Для данной антенной системы ширина ДН с учетом тени на уровне 0,707 в области вектора Е составляет 1,97 градус, а для области вектора Н – 5,7 градуса. Данные значения удовлетворяют поставленные задачи (разница между требуемыми и полученными значениями не превосходит 10%). Антенна работает на частоте f = 8,3ГГц. Тип поляризации – линейная. КНД = 2145.
11Список литературы.
1. Методические указания к курсовому проекту по предмету: «Антенны и устройства СВЧ»/Сост.:Б.Д.Ситнянский, Н.В.Садовский В.М.Гаврилов – Владимир 2004г. – 29с.
2.Фельдштейн А. Л., Явич Л. Р., Смирнов В. П. Справочник по элементам волноводной техники. - М.: Сов.радио, 1967. - 652 с.
3. Марков Г. Т., Сазонов Д . М . Антенны.-М.: Энергия, 1975. - 528 с.
4.Айзенберг Г.З., Ямпольский В. Г. Терешин О.Н. Антенны УКВ. T.I. - М.: Связь, 1977. - 382 с.
5. Драбкин А. Л. , Зузенко В.Л. Кислов А.Г Антенно-фидерные устройства. Сов.радио, 1974. - 506 с.
6. Жук М.Е. Молочков Ю.Б. Проектирование линзовых сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств. - М.: Энергия, 1973. - 440 с.
7. Жук М.С., Молочков Ю. Б. Проектирование антенно-фидерных устройств. – М.: Энергия, 1966. - 648 с.
8. Д.М. Сазанов Устройства СВЧ. – М.: Высшая школа,1988. – 435с.