- •1 Загальні методичні вказівки
- •1.1 Мета і задачі курсового проектування
- •1.2 Завдання на курсову роботу
- •1.3 Порядок виконання роботи
- •1.4 Оформлення курсової роботи
- •1.5.Календарний план роботи і захист курсової роботи
- •2 Особливості розрахунку дзеркальних антен
- •2.1 Опромінювачі дзеркальних антен і їхнє узгодження з фідером
- •2.2 Коефіцієнт спрямованої дії і коефіцієнт підсилення
- •2.3 Вплив поля, відбитого від дзеркала, на узгодження лінії живлення з опромінювачем
- •2.4 Технічні допуски
- •2.5 Крос-поляризація
- •3 Варіанти завдань на курсову роботу і методичні вказівки до їх виконання
- •3.1 Дзеркальна антена наземної станції космічного зв'язку
- •3.1.1 Зміст розрахунків
- •3.1.2 Зауваження
- •3.2 Дводзеркальна антена Кассегрена
- •3.2.1 Зміст розрахунків
- •3.2.2 Загальні зауваження
- •3.2.3 Геометричні співвідношення для антени Кассегрена
- •3.2.5 Розподіл амплітуди поля в апертурі антени
- •3.2.6 Розрахунок основних електричних характеристик антени
- •3.3. Антена наземного радіолокаційного висотоміра
- •3.3.1 Порядок розрахунку
- •3.4 Антена наземної рлс кругового огляду
- •3.4.1 Порядок розрахунку
- •3.4.2 Вказівки
- •Перелік посилань
- •Додаток а
3.3. Антена наземного радіолокаційного висотоміра
Розрахувати і спроектувати антену наземного радіолокаційного висотоміра, що працює на середній частоті , діапазон робочих частот . Пристрій повинний забезпечувати виявлення цілей з ефективною площею на дальності 150 км при чутливості приймача Вт і потужності передавача . Антену закріпити на поворотну апаратну кабіну і забезпечити механічне сканування в угломісному секторі від 0 до 50°. Поляризація сигналу - вертикальна чи горизонтальна (згідно табл.3). Співвідношення ширини ДС 1:2,5, КСВ тракту 1,2.
Таблиця 3 - Вихідні дані для розрахунку.
Варіант |
,ГГц |
,кВт |
,м2 |
Поляризація |
20 |
2,0 |
1200 |
2 |
Горизонтальна |
21 |
2,5 |
1000 |
2 |
Вертикальна |
22 |
3,0 |
800 |
3 |
Горизонтальна |
23 |
3,5 |
600 |
3 |
Кругова |
24 |
4,0 |
400 |
4 |
Горизонтальна |
25 |
4,5 |
300 |
5 |
Вертикальна |
26 |
5,0 |
300 |
6 |
Горизонтальна |
27 |
5,5 |
200 |
6 |
Вертикальна |
28 |
6,2 |
200 |
7 |
Горизонтальна |
29 |
7,2 |
300 |
8 |
Обертання |
3.3.1 Порядок розрахунку
1) Вибрати й обґрунтувати тип фідера.
2) Для імпульсних одноантених РЛС використовується рівняння радіолокації у вільному просторі
де - потужність на вході приймачі РЛС; - потужність передавача; - коефіцієнт підсилення; - КСД антени; -ККД антени; - ефективна відображуюча площа мети, (ЕВП); - довжина хвилі; - відстань до виявленої мети.
З рівняння радіолокації (88) знайти коефіцієнт підсилення
3) Прийнявши , знайти КСД (D)
4) Визначити ефективну площу розкрива антени
де - довжина хвилі; D - КСД антени.
5) Прийнявши - коефіцієнт використання площі розкрива (КВП) - рівним 0,45...0,6, визначити геометричну площу дзеркала
6) Задаючись шириною ДС в основній площині (з умови ) і законом амплітудного розподілу поля в розкриві дзеркала (на підставі передбачуваного типу опромінювача), визначити вертикальний (основний) розмір дзеркала А зі співвідношення
де залежить від закону амплітудного розподілу поля в апертурі. Наприклад, при "косинус квадратному з підставкою" законі розподілу поля в апертурі, при підставці, рівної 0,3 , одержимо = 75°.
7) Для еліптичної вирізки дзеркала знайти горизонтальний (допоміжний) розмір апертури В з формули , а для прямокутної вирізки - з формули .
Визначити відношення значень ширини ДС в основній і допоміжній площинах, що повинно бити близько до 2,5. Якщо ця умова не виконується, необхідно задатися новим значенням ширини ДС і знайти розміри апертури. Розрахунок повторювати до виконання умови
8) Вибрати оптимальний кут розкрива дзеркала в основній площині по рис.2 відповідно до обраного закону амплітудного розподілу поля в апертурі дзеркала,
9) Визначити фокусну відстань зі співвідношення
де - параметр параболи.
10) По відомій фокусній відстані визначити кут розкрива в горизонтальній площині
11) Розрахувати профіль параболічного відбивача в двох площинах і побудувати графіки профілю дзеркала в площині ;
12) Визначити розміри опромінювача з умови, що нормована ДС опромінювача дорівнює підставці на краю дзеркала. Для рупорів будемо мати
Вирішуючи ці рівняння чисельно чи графічно, одержати розміри опромінювача і . Методика розрахунку інших видів опромінювачів приведена в [3; 5; 6].
13) Перевірити узгодження хвилеводу живлення з опромінювачем:
де і - розміри перетину обраного стандартного хвилеводу.
14) Розрахувати амплітудний розподіл поля в розкриві дзеркала відповідно до методики, викладеної в [4].
15)Визначити ККД дзеркала по формулі (16), ККД тракту по формулі (13) і сумарний ККД антенно-фідерного пристрою
16) Розрахувати сумарний КВП ( ) , використовуючи порядок розрахунку, викладений у підрозділі 2.2.
17) Розрахувати О і побудувати графік залежності у діапазоні робочих частот.
18) Перевірити дальність виявлення з обліком розрахованих даних дзеркала й опромінювача:
повинна бути більше заданої. Якщо ця умова не виконується, необхідно перерахувати геометричні розміри дзеркала й опромінювача.
19) Розрахувати діаграму спрямованості антени з урахуванням закону розподілу поля в горизонтальній і вертикальній площинах. Після розрахунку вичертити ДС антени, що складається з головного пелюстка і двох-трьох бічних.
20) Розрахувати технічні допуски на виготовлення і зсуви опромінювача з фокуса (див, підрозділ 2.4).
21) Виключити негативні ефекти дзеркальних антен:
а) ефект парусності;
б) реакцію дзеркала на опромінювач;
в) крос-поляризацію.
22)Вибрати схему і конструкцію повноводного тракту.
Розрахувати елементи фідерного тракту (куточки, повороти, скрутки, обертові з’єднаня і т.п.).
23)Вибрати матеріали і покриття й описати конструкцію антени.