Проектирование линзовых антенн
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Технологический институт федерального государственного
автономного образовательного
учреждения высшего профессионального образования
Южный федеральный университет в г. Таганроге
РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра АиРПУ
Курсовая работа
Раiёт линзовой антенны
по курсу
Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства
Выполнил: студент группы Р-68
Захарова Е. В.
Проверил: к.т.н., доцент каф. АиРПУ
Петренко В.В.
Таганрог 2011
Содержание
1.ВВЕДЕНИЕ
. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
.РАiЁТ РАЗМЕРОВ РАСКРЫВА
.1Выбор функции амплитудного распределения поля в раскрыве зеркала
.2Раiёт размеров раскрыва
.РАiЁТ ДН ОБЛУЧАТЕЛЯ
.1Раiет ДН облучателя в вертикальной плоскости
.2Раiет ДН облучателя в горизонтальной плоскости
.ВЫБОР ОБЛУЧАТЕЛЯ
.РАiЁТ РАЗМЕРОВ ОБЛУЧАТЕЛЯ
.1Реальная ДН облучателя в вертикальной плоскости
.2Реальная ДН облучателя в горизонтальной плоскости
. РАiЁТ РЕАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ И ДН ЗЕРКАЛА
.1 Реальная ДН зеркала в вертикальной плоскости
.2 Реальная ДН зеркала в горизонтальной плоскости
.3 Нормированная ДН антенны в вертикальной плоскости
.4Нормированная ДН антенны в горизонтальной плоскости
.РАiЕТ ФИДЕРНОГО ТРАКТА
.РАiЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ АНТЕННЫ
. РАiЁТ КОНСТРУКЦИИ АНТЕННЫ
.СОГЛАСОВАНИЕ ФИДЕРНОГО ТРАКТА С НАГРУЗКОЙ
.ВРАЩАЮЩЕЕСЯ СОЧЛЕНЕНИЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение
Список использованных источников
1. ВВЕДЕНИЕ
Линзовой антенной называют совокупность электромагнитной линзы и облучателя. Они относятся к антеннам оптического типа и используются, как правило, в диапазоне сантиметровых и дециметровых волн для создания достаточно узких диаграмм направленности. В некоторых случаях линзовая антенна может использоваться в качестве вспомогательного элемента какой-либо антенны, улучшающего ее характеристики (например, для выравнивания фазы в раскрыве рупорной антенны). Линзовая антенна представляет собой прозрачное для радиоволн ограниченное обычно двумя поверхностями тело, коэффициент преломления которого отличен от коэффициента преломления окружающей среды.
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, то есть для превращения криволинейной (сферической или цилиндрической) волновой поверхности.
В линзовых антеннах сантиметрового диапазона используются оптические свойства электромагнитных волн, поскольку геометрические размеры и радиусы кривизны поверхности линзовых антенн обычно оказываются намного больше длины волны. Антенны-линзы характерны тем, что в них цилиндрический или сферический фронт волны преобразуется в плоский.
Принцип действия линзы основан на том, что линза представляет собой среду, в которой фазовая скорость распространения электромагнитных волн либо больше скорости света (), либо меньше ее (). В соответствии с этим линзы разделяются на ускоряющие () и замедляющие ().
Рисунок 1 - К пояснению вида ускоряющих и замедляющих линз
В ускоряющих линзах выравнивание фазового фронта волны 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.
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.
Рисунок 2 - Диэлектрическая линза
На рис. 2 показана диэлектрическая линза, на которую от источника F падает сферическая волна длиной . Благодаря выпуклой форме освещенной поверхности линзы сферический фронт волны в линзе преобразуется в плоский с длиной волны . Выходная поверхность линзы является плоской, и при выходе из линзы фронт остаётся плоским . Поскольку размеры выходной поверхности линзы велики по сравнению с длиной волны, излучение её оказывается остронаправленным.
. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
В данной работе требуется расiитать антенну, предназначенную для измерительной установки. Имеется особое требование: использование линзовой антенны.
Так как ширина ДН значительно отличается в главных плоскостях, то целесообразно выбрать в качестве зеркала симметрично усеченный параболоид или параболический цилиндр. Они имеют прямоугольную форму раскрыва.
Обратимся теперь к рис. 3 и определим профиль линзы.
Рисунок 3 - К раiёту профиля замедляющей линзы
Пусть луч из точки F падает в точку Р поверхности линзы и пусть ? является углом падения луча, а ? - углом преломления. Тогда , где - коэффициент преломления диэлектрика.
Для дальнейших раiётов в качестве мат