Использование вибратора как излучателя антенной решетки, расчет диаграммы его направленности, выбор конструкции и схемы питания. Анализ параметров и построение сканирующих остронаправленных антенн с концентрической схемой расположения излучателей.
Антенные решетки - наиболее эффективные и перспективные антенные системы, позволяющие осуществлять быстрый обзор пространства, многофункциональный режим работы, комплексирование радиосредств, адаптацию к конкретной радио обстановки, предварительную обработку сверхвысокочастотных сигналов, обеспечение электромагнитной совместимости и т.д. Антенная решетка, обеспечивающая излучение и прием радиоволн, - неотъемлемая часть любой радиотехнической системы. Реализуемость необходимых направленных свойств, помехозащищенности, частотных, энергетических и других характеристик антенн во многом зависит от рабочего диапазона волн. Кроме возможности получения узкой DH и большого КНД, решетки дают возможность, например, изменять положение DH в пространстве без изменения положения самой решетки и отдельных ее частей.В качестве излучателей антенной решетки используются вибраторы, открытые концы волноводов, диэлектрические стержни, спирали, щели и др. Изменение высоты вибраторного излучателя над экраном приводит к улучшению согласования в крайних положениях луча при сканировании в плоскостях Е и Н. Диаграмма направленности вибратора зависит от его длины и является поверхностью вращения, ось которой совпадает с осью вибратора. На КНД вибратора влияют два основных фактора: ширина главного лепестка ДН и уровень боковых лепестков. Волновое сопротивление вибратора, в свою очередь, зависит от толщины вибратора: чем толще вибратор.тем меньше волновое сопротивление.Наиболее широко используемыми типами симметрирующих устройств являются четвертьволновая щель (при жестком коаксиальном фидере) и U - колено (в случае гибких коаксиальных и полосковых линий).Реже используется волноводная линия для возбуждения вибраторов АР при последовательной схеме питания.Диаграмма направленности вибратора расположенного над идеальным бесконечным проводящим экраном в общем виде: Где h-высота над экраном. ля согласования вибратора с нагрузкой выбираем длину плеча: L=0.25*l. Тогда диаграмма направленности вибратора расположенного над идеальным бесконечным проводящим экраном имеет вид: ДН вибратора в E-плоскости.В качестве излучателя будем использовать тонкий цилиндрический вибратор диаметром 2а << l, где l - длина волны, возбуждаемой от коаксиальной линии (см. чертеж №1). Для защиты от внешних метеоусловий узел возбуждения такого вибратора может закрываться герметизирующим кожухом. Через коаксиальный разъем 6 вибратор связан с фидерным трактом.Полагая решетку состоящей из одинаковых излучателей, можно представить ее характеристику направленности F (q,j) в виде произведения характеристики направленности изолированного излучателя F (q,j) на множитель решетки F (q,j): F (q,j) =F (q,j) *F (q,j), где Фn =k (xnqcosjгл ynqsinjгл) sinqгл - пространственный фазовый сдвиг для направления наблюдения (q,j). где ? - угол сканирования луча; ??1 - угол поворота первого кольца; ??2 - угол поворота второго кольца; ??3 - угол поворота третьего кольца; I1, I2, I3 - амплитуды токов.При размещении излучателей на кольцах решетки возможно синфазное сложение полей отдельных излучателей не только в направлении главного максимума ДН, но и в других направлениях, которым соответствует пространственный фазовый сдвиг, компенсирующий сдвиг фазы между излучателями за счет возбуждения.Коэффициент усиления фазированной антенной решетки приближенно равен произведению КНД на КПД: При qck.е=30°: G = ?*D0*cosqck= 179*cos30*0.95=147, где D0=4PSN/l2, ? = 0,95, При qck.h=25°: G = ?*D0*cosqck = 179*cos25*0.95=154В данной курсовой работе была сконструирована вибраторная антенная решетка с концентрической схемой расположения излучателей обеспечивающая максимальный угол сканирования qck = 25 и удовлетворяющая техническому заданию.
План
Содержание
Введение
1. Излучатель антенной решетки
1.1 Общая характеристика излучателя
1.2 Способы питания вибратора
1.3 Расчет диаграммы направленности вибратора
1.4 Выбор конструкции вибратора и схемы питания
2. Антенная решетка системы излучателей
2.1 Расчет диаграммы направленности
2.2 Геометрия антенной решетки
2.3 Расчет параметров решетки при заданном максимальном секторе сканирования
Заключение
Список литературы
Введение
вибраторная антенна решетка излучатель
Антенные решетки - наиболее эффективные и перспективные антенные системы, позволяющие осуществлять быстрый обзор пространства, многофункциональный режим работы, комплексирование радиосредств, адаптацию к конкретной радио обстановки, предварительную обработку сверхвысокочастотных сигналов, обеспечение электромагнитной совместимости и т.д. Антенная решетка, обеспечивающая излучение и прием радиоволн, - неотъемлемая часть любой радиотехнической системы. Требования к техническим характеристикам антенн вытекают из назначения радиосистемы, условий размещения, режима работы, допустимых затрат и т.д. Реализуемость необходимых направленных свойств, помехозащищенности, частотных, энергетических и других характеристик антенн во многом зависит от рабочего диапазона волн.
Решетки обладают рядом интересных и полезных свойств. Кроме возможности получения узкой DH и большого КНД, решетки дают возможность, например, изменять положение DH в пространстве без изменения положения самой решетки и отдельных ее частей.
Антенны СВЧ широко применяют в различных областях радиоэлектроники - связи, телевидении, радиолокации, радиоуправлении, а также в системах инструментальной посадки летательных аппаратов, радиоэлектронного противодействия, радио взрывателей, радио телеметрии и др. Успешное развитие радиоастрономии и освоение космоса во многом связаны с достижениями антенной техники СВЧ. В последние годы намечаются новые области использования СВЧ антенной техники, например для передачи СВЧ энергии на большие расстояния.
Применение ФАР для построения сканирующих остронаправленных антенн позволяет реализовать высокую скорость обзора пространства и способствует увеличению объема информации о распределении источников излучения или отражения электромагнитных волн (ЭМВ) в окружающем пространстве.
Характерной особенностью современных антенн является их многообразие (непрерывно появляются новые типы). В соответствии с решаемыми радиотехнической системой задачами антенны СВЧ, работающие в дециметровом, сантиметровом или миллиметровом диапазонах волн, имеют принципиально различные характеристики и отличаются конструкцией, технологией изготовления, эксплуатацией и т.д.
Вывод
В данной курсовой работе была сконструирована вибраторная антенная решетка с концентрической схемой расположения излучателей обеспечивающая максимальный угол сканирования qck = 25 и удовлетворяющая техническому заданию. Все расчеты проводились в специальной программе "Mathcad".
Список литературы
1. Воскресенский Д.И. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток. - М.: Радио и связь, 1994 г.
2. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. - М.: Высшая школа, 1988.
3. Проблемы теории и техники антенн / Под редакцией Бахраха, Д.И. Воскресенского. - М.: Радио и связь, 1989 г.
4. Амитей Н., Галиндо В., Ву Ч. Теория и анализ ФАР / Пер с англ. -М.: Мир, 1974 г.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
