Антенны и устройства СВЧ
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Федеральное агентство по образования Российской Федерации
Рязанский государственный радиотехнический университет
Кафедра радиоуправления и связи
КУРСОВАЯ РАБОТА
по диiиплине "Антенны и устройства СВЧ"
Выполнил:
ст. гр. 519
Виноградова М.Е.
Проверил:
Елумеев В. И.
Рязань 2008
СОДЕРЖАНИЕ
Задание
Введение
Раiет параметров антенны
Уравнение профиля линзы
Нахождение параметров линзы
Нахождение параметров облучателя
Поле в раскрыве и поле излучения ускоряющей линзы
ДН антенны
Полоса пропускания
Заключение
ЗАДАНИЕ
1.Тип и назначение антенны: металлопластинчатая линзовая антенна.
2.Диапазон волн (рабочая частота): ?=1см.
.Полоса пропускания: оценить.
.Мощность в антенне: 2кВт.
.Коэффициент усиления антенны: 7500.
.Ширина диаграммы направленности на уровне 0,5 по мощности: в горизонтальной и вертикальной плоскостях одинаковы.
.Поляризация: круговая.
ВВЕДЕНИЕ
Линзовой антенной называют совокупность электромагнитной линзы и облучателя. Линза представляет собой радиопрозрачное тело с определенной формой поверхности, имеющее коэффициент преломления, отличный от единицы.
Назначение линзы состоит в том, чтобы транiормировать соответствующим образом фронт волны, создаваемый облучателем. Изменяя форму волновой поверхности, линза тем самым формирует некоторую диаграмму направленности.
Принципиально линзовые антенны можно использовать для формирования различных диаграмм направленности. Однако на практике линзовые антенны подобно оптическим линзам применяются, главным образом, для превращения расходящегося пучка лучей в параллельный, т. е. для превращения криволинейной (iерической или цилиндрической) волновой поверхности в плоскую.
Как известно, плоский фронт волны при его достаточной площади обеспечивает острую направленность излучения. С помощью линзовых антенн можно получить диаграмму направленности с углом раствора всего лишь в несколько угловых минут.
Возможно применение линз и для получения диаграмм направленности специальной формы (например, косекансной). Однако использование линз для такой цели является ограниченным.
Всякая линзовая антенна состоит из двух основных частей: облучателя и собственно линзы (рис. 1). Облучателем может быть любой однонаправленный излучатель. Важно, чтобы возможно большая часть энергии излучения попадала на линзу, а не рассеивалась в других направлениях и чтобы у поверхности линзы, обращенной к облучателю, фронт волны был близок к iерическому или цилиндрическому. Выполнение последнего условия позволит рассматривать облучатель либо как точечный, либо как линейный источник электромагнитных волн.
Рис. 1. Линзовые антенны:
а - ускоряющая волноводная линза; в - замедляющая диэлектрическая линза; б и г - иллюстрация принципа действия линз.
В качестве облучателя могут быть использованы небольшой рупор, открытый конец волновода, вибратор с пассивным рефлектором и т. п. Облучатель обычно располагается так, чтобы его фазовый центр совпадал iокусом iерической линзы (точка F, рис. 1) или iокальной осью цилиндрической линзы. Поверхность линзы, обращенная к облучателю, называется освещенной стороной. Противоположная ("теневая") сторона линзы образует ее раскрыв. Прямая FA, проходящая через фокус и центр раскрыва, называется осью линзы. Ось линзы нормальна к поверхности линзы в точках ее пересечения. Точка О пересечения оси линзы с освещенной стороной называется вершиной линзы. Линия ВОС пересечения освещенной стороны линзы продольной осевой плоскостью называется профилем линзы. На рис. 1 продольное сечение линзы заштриховано. Профиль может быть вогнутым (рис. 1, а) и выпуклым (рис. 1, в). Раскрыв линзы, как правило, делается плоским. Форма раскрыва (и линзы в целом) может быть круглой или прямоугольной.
Принцип действия линзы основан на том, что линза представляет собой среду, в которой фазовая скорость распространения электромагнитных волн либо больше скорости света (vф > с), либо меньше ее (vф с) и замедляющие (vф < с).
В ускоряющих линзах выравнивание фазового фронта волны (пунктирные линии на pиc. 1, б и г) происходит за iет того, что участки волновой поверхности часть своего пути проходят в линзе с повышенной фазовой скоростью. Эти участки пути различны для разных лучей. Чем сильнее луч отклонен от оси линзы, тем больший участок пути он проходит с повышенной фазовой скоростью внутри линзы. Таким образом, профиль ускоряющей линзы должен быть вогнутым (рис. 1, а, б).
В замедляющих линзах, наоборот, выравнивание фазового фронта происходит не за iет убыстрения движения периферийных участков волновой поверхности, а за iет замедления движения середины этой поверхности. Следовательно, профиль замедляющей линзы должен быть выпуклым (рис. 1, б, г).
Принцип действия линзы можно рассматривать не только с точки зрения движения волновых поверхностей, но также и с точки зрения преломления лучей.
Поперечные размеры раскрыва линз обычно много больше длины рабочей волны. Вследствие этого к линзе могут быть применены законы ге