Построение линейной решетки вибраторных антенн
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?альные исследования показывают, что наиболее существенно на характеристики вибраторного излучателя в составе антенной решетки влияют два фактора: размещение излучателей в решетке и положение их относительно проводящего экрана. Уменьшение шага решетки приводит не только к подавлению высших дифракционных максимумов, но и позволяет улучшить согласование в широком секторе углов сканировании. Изменение высоты вибраторного излучателя над экраном приводит к улучшению согласования в крайних положениях луча при сканировании в E- и H-плоскостях. Параметром, который в значительно меньшей степени влияет на согласование в секторе сканирования, является длина вибратора, если начальное согласование осуществляется в направлении нормали к плоскости расположения излучателей.
Наиболее распространенными разновидностями ФАР являются эквидистантные линейные и плоские антенные решетки с бегущей волной тока.
В данной курсовой работе будет произведен расчет линейной эквидистантной решетки вибраторных антенн.
2. Расчет параметров одного излучателя
Определим геометрические размеры одиночного излучателя
и пусть
и пусть
Диаграмма направленности одиночного элемента
И в полярной системе координат
Расстояние от вибратора до экрана
Диаграмма направленности вибратора с учетом отражающего экрана
В полярной системе координат
3. Расчет параметров антенной решетки
Исходными данными для расчета являются:
- Сектор сканирования (максимальное отклонение главного лепестка от нормали, проведенной к плоскости решетки):
- Ширина диаграммы направленности на уровне 0,5 по мощности:
- Для антенных решеток при равноамплитудном распределении:
- Волновое число:
Максимальное значение шага решетки, определяется из условия возможности заданного отклонения главного лепестка от нормали(сканирования) при отсутствии побочных максимумов
м
Определяем число излучателей:
тогда длина решетки
Для упрощения системы питания число излучателей должно быть равным , возьмем N = 16, пересчитаем шаг решетки(при неименной длине решетки N*d)
Множитель системы
Диаграмма направленности линейной решётки вибраторных антенн
В полярной системе координат
По техническому заданию ширина диаграммы направленности на уровне 0,5 по мощности в горизонтальной плоскости равна 6 градусам, проверим это:
Приведенные ранее диаграммы выполнены для угла сканирования равного -100,
рассчитаем характеристики направленности еще для двух положений луча(-50 и 00)
пусть
И в полярной системе координат
пусть
4. Описание элементов ДОС
1. Конструктивная схема вибраторного излучателя
Для ликвидации заднего лепестка(и придания жесткости конструкции решетки) используется отражающий проводящий экран
1 плечи вибратора
2 - симметрирующее устройство
3 проводящий экран
4 вход питающей линии
2. Коаксиально полосковые переходы.
Для уменьшения нерегулярности в области сочленения внутренний диаметр внешнего проводника коаксиальной лиги должен быть близким расстоянию между внешними пластинами симметричной полосковой линии или удвоенной толщине основания несимметричной полосковой линии. Согласование перпендикулярного коаксиально-полоскового перехода осуществляют подбором диаметра соединительного штыря, проходящего через диэлектрическое основание, а также размеров коаксиальной диафрагмы на выходе из коаксиальной линии и коротко разомкнутого шлейфа из отрезка полоскового проводника.
3. Дискретный фазовращатель.
При создании ФАР используются дискретные фазирующие устройства, с помощью которых фаза возбуждения в каждом излучателе может быть изменена а пределах от 0 до скачком на величину . Важнейшим преимуществом дискретных фазирующих устройств по сравнению с плавными(аналоговыми) является улучшенная стабильность. Это объясняется тем, что управляющие устройства, например pin-диоды или ферриты с прямоугольной петлёй гистерезиса, работают в переключательном режиме с использованием только двух крайних областей их характеристик: открыто и закрыто. Другим преимуществом дискретных фазирующих устройств является удобство управления ими с помощью цифровых вычислительных машин. В этой связи L выбирается равным , и для кодирования любого фазового состояния требуется 4 двоичных разряда. Фазовращатель, работающий по такому принципу, называется бинарным.
Проходной бинарный фазовращатель содержит 4 каскада, каждый из которых может находится в одном из двух состояний, характеризуемых фазовыми сдвигами 0 или (p=1), (p=2), (p=3), (p=4). С помощью различных комбинаций состояний каскадов фазовращателя может быть реализован любой фазовый сдвиг в пределах от 0 до с дискретом .
4. Согласованный кольцевой делитель мощности на равные части.
Полосковые делители мощности являются линейными 6-полюсниками СВЧ. В делит?/p>