3-14_Устройства СВЧ и антенны

Министерство образования Российской Федерации

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Контрольная работа по « Устройствам СВЧ и Антеннам. » № 3.

Учебное пособие.

Гошин Г.Г., Замотринский В.А.

Шангина Л.И.

Томск-2001 г.

2003 г.

Вариант №14.

1. Определить максимальную ЭДС, возбуждаемую в приемной антенне электромагнитной волной длиной и с напряженностью электрического поля , при условии, что антенна имеет КНД , а ее сопротивление излучения .

Решение.

Максимальная ЭДС в приемной антенне определяется по формуле Неймана:

. Где - эффективная длина антенны, которая находится по формуле:

. .

2. Симметричный вибратор имеет размеры: длина , диаметр . Определить величину и характер реактивной составляющей входного сопротивления вибратора на частоте .

Решение.

Сначала определим длину волны: и электрический размер плеча: . Они равны:

;

Определим волновое сопротивление вибратора по формуле:

.

Учитывая, что сопротивление излучения вибратора Ом, по формуле имеем:

.

3. Определить диаметр раскрыва и фокусное расстояние параболической антенны с осесимметричным зеркалом, ширина ДН которой в плоскости Н равна: . Длинна рабочей волны , а половина угла раскрыва зеркала .

Решение.

Диаметр раскрыва найдем из формулы: , следовательно . .

Из соотношения диаметра раскрыва и полного угла раскрыва зеркала найдем фокусное расстояние зеркала: .

4. Определить толщину, половину угла раскрыва (в радианах) и КУ гладкой диэлектрической линзы (; ), работающей на волне длиной , если раскрыв линзы имеет форму круга диаметром , а фокусное расстояние линзы . Рассчитать технические допуски на точность изготовления такой антенны.

Решение.

Толщина h гладкой диэлектрической линзы определяется по формуле:

, .

Половину угла раскрыва линзы найдем из формулы:

при n>1; , тогда .

КУ линзовых антенн рассчитывается по формуле: , где - КПД антенны, который в случае диэлектрических линз находится как ;

. КНД линзовых антенн определяется как , где

- площадь раскрыва линзы. ; .

.

Допуски на отклонение профиля диэлектрической линзы от теоретической кривой и на точность установки облучателя в фокусе линзы определяются по формулам:

; . ;

5. Определить сопротивление излучения линейной антенной решетки, состоящей из N = 3 синфазных полуволновых вибраторов, ориентированных вдоль прямой линии и расположенных на расстоянии от плоского рефлектора. Расстояние между вибраторами ничтожно мало.

Решение.

Действие рефлектора можно рассматривать как действие фиктивных вибраторов , представляющих собой зеркальное изображение реальных вибраторов 1-3. Тогда для вибратора 1 согласно формуле можно записать:

Находим величины вносимых сопротивлений излучения:

при и ;

при и ;

при и ; Знаки изменены на

при и ; противоположные.

при и ;

Считая собственное сопротивление излучения вибратора 1 равным , находим . Точно такое же сопротивление излучения имеют вибраторы , так как в решетки они расположены симметрично.

Сопротивление излучения всей антенной решетки составит: