Линейная решетка вибраторных антенн

Министерство образования Российской Федерации

Рязанская государственная радиотехническая академия

Кафедра радиоуправления и связи

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине:

"Антенны и устройства СВЧ"

на тему: Линейная решетка вибраторных антенн

Рязань 2004 г.

Содержание

Введение

1. Анализ технического задания

2. Расчетная часть

2.1 Расчет диаграммы направленности одиночного излучателя

2.2 Выбор амплитудного распределения и числа элементов ФАР

2.3 Предельно допустимая мощность в излучателе, его анализ на пробой

2.4 Расчет ДН решетки в режиме нормального излучения

2.5 Коэффициент усиления антенны

2.6 Расчет ДН решетки в режиме сканирования

2.7 Оценка широкополосности антенны

3. Схема питания

4. Конструкция излучателя и ее описание

Заключение

Список использованных источников

Введение

Одной из актуальных задач антенной техники является создание антенн с управляемыми диаграммами направленности. Свойство сканирования позволяет осуществлять сопровождение движущихся объектов и определение их угловых координат. При этом в большинстве практических случаев необходимо, чтобы острая направленность антенны сочеталась с высокой скоростью перемещения антенного луча в пространстве, движением его по любой заданной программе, обзором весьма широкого сектора пространства, автоматическим управлением и т.д. Перечисленным требованиям удовлетворяют многоэлементные решетки излучателей с электрически управляемыми диаграммами направленности.

В общем случае сканирование бывает трех типов: механическое, электромеханическое и электрическое. Электрический способ управления положением диаграммой направленности обладает наибольшим быстродействием и применяется в тех ситуациях, когда скорости слежения, обеспечиваемой двумя другими способами, бывает недостаточно, например при управлении воздушным транспортом в современных аэропортах.

При электрическом управлении перемещением луча амплитудно-фазовое распределение возбуждения в раскрыве регулируется с помощью электронно-управляемых устройств, например полупроводниковых или ферритовых фазовращателей и коммутаторов. Быстродействие сканирования здесь ограничивается инерционностью, обусловленной постоянными времени электрических цепей, причем эта инерция на несколько порядков меньше механической инерции в двух первых способах.

Рис.1 Структурная схема ФАР

Переход от механического сканирования к электрическому приводит к усложнению конструкции антенны, связанному с применением ФАР. Наличие большого числа фазовращателей, увеличение протяженности тракта, использование делителей мощности и других элементов увеличивают тепловые потери в антенне и фазовые ошибки в ее раскрыве, что приводит к уменьшению коэффициента антенны и росту стоимости. Поэтому переход к АР с электрическим сканированием целесообразен только в тех строго аргументированных случаях, когда механический способ не обеспечивает требуемых характеристик управления, при выполнении задачи одновременного сопровождения нескольких целей в пространстве или при необходимости адаптации к помеховой обстановке при наличии нескольких прицельных помех.

На рис. 1 показана структурная схема электрически управляемой ФАР. Мощность с выхода передатчика поступает в распределительно-управляющее устройство. Здесь осуществляется деление этой мощности в нужной пропорции между излучателями решетки, а также обеспечивается создание требуемых фазовых сдвигов между токами в них. Для решения этих задач в распределительно-управляющих устройствах применяются делители мощности, фазовращатели, коммутаторы, аттенюаторы и другие элементы фидерного тракта.

Для формирования диаграммы направленности в одной плоскости применяются линейные антенные решетки из антенных элементов, расположенных вдоль прямой линии. Управление положением антенного луча такой решетки, как правило, осуществляется путем изменения фазового сдвига между токами в соседних излучателях на одну и ту же величину.

Формируемая решеткой диаграмма направленности зависит от диаграмм направленности отдельных излучателей, их взаимного расположения и числа, а также от амплитудно-фазового распределения поля между излучателями. Данная работа предполагает использование симметричных вибраторов в качестве элементов ФАР (см. рис.2).

Рис.2 Плоская решетка вибраторных антенн

Вибраторные излучатели широко применяются в фазированных антенных решетках в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах волн. Широкое применение вибраторных ФАР обусловлено рядом их достоинств: относительно малой массой, устойчивостью к атмосферным внешним воздействиям, возможностями складывания и быстрого разворачивания в мобильных радиотехнических системах, получения произвольной поляризации и управления поляризационной характеристикой излученного поля, управления ДН отдельных излучателей, благодаря включению управляемых нагрузок.

1. Анализ технического задания

Проектирование антенны в данной работе предполагается осуществить методом неполного математического моделирования. Неполнота метода заключается в приближенном характере применяемых в расчетах формул, в использовании при расчете различных допущений, позволяющих упростить математические выражения, а также в нер

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать