1. Проектирование устройства
1.1 Выбор и обоснование структурной схемы устройства
Задача данного курсового проекта – спроектировать антенное устройство, обеспечивающее приём и частотное разделение принимаемых сигналов по каналам.
Исходя из задания, проектируемое СВЧ устройство должно состоять из антенны и ЧРУ которое в свою очередь состоит из разветвителя и ПФ фильтров.
Структурная схема СВЧ устройства приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Структурная схема проектируемого СВЧ устройства
При приеме, сигнал через разветвитель поступает на ПФ фильтры обеспечивающие частотное разделение принимаемых сигналов по каналам.
2 Расчёт антенны
2.1 Выбор типа антенны
Антенны относятся к пассивным компонентам радиосистем, и в конструктивном отношении они представляют сочетание проводников и магнитодиэлектриков. Наряду с выполнением основных функций излучения и приема радиоволн современные антенны выполняют важнейшие функции пространственной фильтрации радиоканалов, обеспечивая пеленгацию источников радиоизлучения и радиолокационных целей.
Качество функционирования антенн описывается рядом радиотехнических, конструктивных, эксплуатационных и экономических характеристик и параметров. Конструктивное выполнение антенн и достижимые значения параметров существенно зависят от диапазона применяемых радиоволн. Различают антенны длинных и средних волн, коротковолновые антенны, антенны УКВ, диапазона СВЧ, антенны оптических волн.
Классификацию антенн обычно проводят по способу формирования излучаемого поля, выделяя следующие четыре класса антенн:
1.
Излучатели небольших размеров (
)
для диапазона частот 10 кГц–1 ГГц.
2.
Антенны бегущей волны размерами от
до
и более, для диапазона частот 3 МГц–10 ГГц.
3.
Антенные решетки размерами от
до
и более, для частот 3 МГц–30 ГГц.
4.
Апертурные антенны размерами от
до
для диапазона частот 100 МГц–100 ГГц и выше.
Заданная
антенна должна создавать поле с линейной
поляризацией в диапазоне частот
ГГц;
ГГц с максимальной шириной диаграммы
направленности в горизонтальной и
вертикальной плоскостях
и
соответственно и уровнем боковых
лепестков не более
дБ.
В частотном отношении подходят все классы антенн, кроме излучателей небольших размеров. Так как в задании требуется обеспечения относительно широкой диаграммы направленности (ДН), то в общем случае подойдет апертурная антенна. Самыми распространенными являются зеркальные, рупорные и линзовые апертурные антенны. Из перечисленных типов антенн ширину диаграммы направленности в 70° может обеспечить с хорошей степенью точности рупорная антенна. Их широкое применение в самых разнообразных радиосистемах объясняется простотой конструкции, возможностью получения разнообразных видов ДН, высоким КПД, малой шумовой температурой, хорошими диапазонными свойствами и т.д. Для формирования круговой поляризации применим фазирующую секцию в раскрыве антенны [1].
Рупорная антенна с круговой поляризацией (рисунок 2) состоит из следующих элементов:
Возбуждающего устройства;
Волновод;
Рупор;
Фазирующая секция.
Рисунок 2 – Элементы рупорной антенна с круговой поляризацией