Расчет линзовой антенны, ее исследование, проектирование полосового фильтра. Назначение и принцип действия линзовых антенн. Расчет облучателя, диаграммы направленности и коэффициента усиления, питающего волновода, дальности связи, ППФ и его АЧХ.
Неотъемлемыми составными частями современных радиотехнических средств являются антенные системы и обслуживающие их тракты СВЧ. Второе требование - излучение или радиоприем должны сопровождаться минимальными потерями электромагнитной мощности на нагрев проводников и диэлектриков антенны, т.е. антенна должна иметь высокий КПД.Радиолокация (от радио... и лат. locatio - размещение, расположение), область науки и техники, предметом которой является наблюдение радиотехническими методами (радиолокационное наблюдение) различных объектов (целей) - их обнаружение, распознавание, измерение их координат (определение местоположения) и производных координат и определение др. характеристик. Под радиолокацией понимают также сам процесс радиолокационного наблюдения (локации) объектов. Для радиолокационного наблюдения используют: эхо-сигналы, образующиеся в результате отражения радиоволн от объекта, облученного РЛС; сигналы РЛС, переизлучаемые ретранслирующим устройством, находящимся на объекте, местоположение которого определяется; собственное радиоизлучение объекта - излучение радиоустройств, находящихся на объекте, или тепловое излучение самого объекта, определяющееся его температурой (пассивная радиолокация ). В радиолокации измеряют расстояние до объекта, направление прихода сигналов (пеленгация ), радиальную и угловую скорости движения объекта и т.д. Радиолокационное наблюдение объектов позволяет также выявлять их многие характерные особенности, например, определять параметры ледового покрова водной поверхности, влагосодержание атмосферы, размеры и конфигурацию объекта и т.п.Линзовой антенной называют совокупность электромагнитной линзы и облучателя. 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 [1]. 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. 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 ряде случаев требуется обеспечить качание главного лепестка диаграммы направленности в широком угле (порядка нескольких десятков градусов). Смещение облучателя из фокуса в направлении, перпендикулярном оси линзы, вызывает отклонение главного лепестка диаграммы направленности в сторону, противоположную направлению смещения облучателя. При значительном смещении облучателя диаграмма направленности, отклоняясь на большой угол, вместе с тем искажается. Люнебергом, представляет собой вариант неоднородной линзы, позволяющий осуществить неискаженное качание луча на любой угол. Из условия получения указанной на проектирование ширины диаграммы направленности в горизонтальной плоскости вычислим ширину линзы по формуле: , где - ширина ДН по уровню 0.5 в плоскости направляющей;Всякая линзовая антенна состоит из двух основных частей: облучателя и собственно линзы. Важно, чтобы большая часть энергии излучения попадала на линзу, а не рассеивалась в других направлениях. Так как облучатель является важнейшим элементом линзовой антенны, в значительной степени определяющим ее параметры, то расчет обычно начинается с выбора облучателя. Облучатели в виде открытого конца волновода или рупора удобно использовать при больших мощностях излучения. От этого недостатка свободны рупорные облучатели, где имеется возможность почти независимой регулировки диаграмм направленности в плоскостях Е и Н путем подбора размеров раскрыва рупора и , который представлен на рисунке 2.5 [3].Распределение амплитуд поля для цилиндрической линзы Люнеберга в плоскости пластин можно найти по следующей формуле: , (2.3) где - ДН облучателя; На рисунках 2.8 и 2.9 представлена нормированная диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости в декартовой и полярной системах координатДля расчета ДН в плоскости, перпендикулярной пластинам, можно воспользоваться формулой: , где - амплитудное распределение вдоль оси z от центра линзы () до центра раскрыва (, ). Распределение фазы описывается выражением: На рисунках 2.10 и 2.11 представлена нормированная диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости в декартовой и полярной системах координат КНД - это число, показывающее, во сколько раз пришлось бы увеличить мощность излучения антенны при переходе от направленной к не направленной при условии сохранения одинаковой напряженности поля в месте приема (при прочих равных условиях): , где - мощность излучения ненаправленной антенны; Окружим антенну сферой достаточно большого радиуса так, чтобы
План
Содержание
1 Введение ……………………………………………………………..…..5
2 Основная часть ……………………………………………………...….6
2.1 Обзор по РЛС ………………………………………………………..…6
2.2 Назначение и принцип действия линзовых антенн ………………….7
2.3 Выбор размеров линзы ……………………………………………..…9
2.4 Расчет облучателя …………………………………………………….11
2.5 Расчет диаграммы направленности и коэффициента усиления …..14
2.5.1 Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости …...….14
2.5.2 Диаграмма направленности в вертикальной плоскости ………...15
2.5.3 Коэффициент направленного действия (КНД) ………………..…18
Неотъемлемыми составными частями современных радиотехнических средств являются антенные системы и обслуживающие их тракты СВЧ.
К антеннам современных радиосистем предъявляют много требований, среди которых решающее значение имеют два. Первое требование - направленность действия, т.е. распределение электромагнитной мощности в пространстве по определенному закону. Второе требование - излучение или радиоприем должны сопровождаться минимальными потерями электромагнитной мощности на нагрев проводников и диэлектриков антенны, т.е. антенна должна иметь высокий КПД.
Цель данной курсовой работы является систематизирование знаний, полученных при изучении дисциплин «Антенны и устройства СВЧ» и «Распространение радиоволн». Для чего необходимо рассчитать линзовую антенну, исследовать ее, и спроектировать полосовой фильтр.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
