Оптимальная волноводно-щелевая решетка

Государственный комитет РФ по высшему образованию

ТОМСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

(ТУСУР)

Кафедра СВЧиКР

Оптимальная волноводно-щелевая решетка

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО КУРСУ

“Антенны СВЧ”

Выполнил студент

___________.

Руководитель

___________.

Государственный комитет РФ по высшему образованию

ТОМСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Задание

Исходные данные :

1. Тип антенны : оптимальная волноводно-щелевая решетка

2. Вид антенны : передающая

3. Рабочая длина волны

4. Уровень токовых лепестков

5. Количество щелей 2N=30

6. Падаваемая мощность P=1кВт

Выполнить :

1. Выбор и расчет антенны

2. Выбор питающей линии

Содержание

1. Введение ............................................................................. 4

2. Расчет питающего волновода ............................................ 6

3. Расчет антенной решетки ................................................... 7

4. Расчет системы возбуждения волновода..........................13

5. Заключение ........................................................................ 17

6. Список литературы ........................................................... 18

Введение

Волноводные-щелевые решетки (ВЩР) являются одним из видов линейных многоэлементных антенн (антенных решеток). Щелевые волноводные антенны применяются также в качестве антенн с механическим, электромеханическим и электрическим сканированием. Наибольшее распространение получили щелевые волноводные антенны, выполненные на основе прямоугольного волновода с волной Н₁₀ .

ВЩР обеспечивают сужение ДН в плоскости, проходящей через ось волновода.

Основные достоинства ВЩР :

1. Ввиду отсутствия выступающих частей, излучающая поверхность ВЩР может быть совмещена с внешней поверхностью корпуса летательного аппарата, не внося при этом дополнительного аэродинамического сопротивления (бортовая антенна) ;

2. В них могут быть реализованы оптимальные ДН, т.к. законы распределения поля в раскрыве могут быть различными за счет изменения связи излучателей с волноводом ;

3. Они имеют сравнительно простое возбуждающее устройство, просты в эксплуатации.

Недостатком ВЩР является ограниченность диапазонных свойств. При изменении частоты в несканирующей ВЩР происходит отклонение луча в пространстве от заданного положения, сопровождающееся изменением ширины ДН и ее согласования с питающим фидером.

В настоящее время применяются три вида волноводно-щелевых

антенн:

1. Резонансные

2. Нерезонансные

3. Щелевые волноводные антенны с согласованными щелями

В резонансных антеннах расстояние между соседними щелями равно lв или lв/2. Таким образом, резонансные антенны являются синфазными и, следовательно, направление излучения совпадает с нормалью к продльной оси антенны. Такая антенна может быть хорошо согласованна только в весьма узкой полосе частот. Действительно, т.к. каждая щель отдельно не согласована с волноводом, то все отраженные от щелей волны складываются на входе антенны синфазно и коэффициент отражения системы становится большим. Очевидно, что это рассогласование можно компенсировать на входе антенны с помощью какого-нибудь элемента настройки, но т.к. уже при малых изменениях частоты согласование нарушается, то антенна остается очень узкополосной.

Нерезонансными называются антенны, у которых расстояние между соседними щелями в пределах рабочей полосы несколько больше или несколько меньше lв/2. Характерной особенностью нерезонансных антеннявляется более широкая полоса, в пределах которой получается хорошее согласование. Отличие расстояние между соседними щелями от lв/2 приводит к несинфазному возбуждению щелей падающей волной. В результате вдоль антенны получается линейное изменение фазы, что вызывает некоторое отклонение направления максимального излучения от нормали к оси.

Особую группу составляют антенны с согласованными щелями. Щели втаких антеннах располагаются обычно на расстояниях, равных lв/2. В антеннах с согласованными щелями отраженные волны отсутствуют. Распределние поля в раскрыве антенны получается синфазным. Направление максимального излучения на основной волне совпадает с нормалью к оси антенны.

В случае наклонных щелей на боковой стенке волновода дополнительный фазовый сдвиг 180^о получается за счет изменения угла наклона щели ±a. Следовательно, результирующий сдвиг по фазе соседних излучателей оказывается равным 360^о или 0^о независимо от типа нагрузки на конце антенны.

Расчет питающего волновода

Щелевые волноводные антенны могут выполняться на основе прямоугольного, круглого, змейкового, спирального и других типов волноводов. В том случае, если не требуется осуществлять качание луча и не предъявляется каких-либо других специфических требований, щелевые волноводные антенны удобно выполнять на основе прямоугольного волновода с волной Н₁₀ .

(1)

(2)

Выбираю стандартные значения для размеров волновода : а=23мм., b=10

Внимание, отключите Adblock

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

Скачать