Разработка пакета программ для расчета фазированной антенной решетки - Дипломная работа

Технико-экономическое обоснование дипломной работы 5.2 Определение затрат на создание программы 5.2.1 Расходы по оплате труда разработчиков программы 5.2.3 Затраты по оплате машинного времени 6.2.5 Шумы и вибрации на рабочем местеПрогресс техники антенных решеток стимулировал рост числа теоретических работ, посвященных ислледованию электродинамических характеристик ФАР. Здесь полагается, что решетка представляет совокупность независимых индивидуальных излучателей, а характеристики излучения ФАР зависят лишь от пространственного расположения отдельных излучателей, а также от распределения амплитуд и фаз токов, заданных на излучателях. Наряду с этим, в работах [5, 6, 7] приводятся различные методы учета взаимного влияния между излучателями в антенных решетках.Одним из методов поэлементного подхода является метод наводимых ЭДС, подробно рассмотренный в [5]. Систему излучателей представляют эквивалентным четырехполюсником. Например, в простейшем случае, когда рассматривается два связанных вибратора, схема их замещения выглядит как на рис.Измеренная при этом парциальная диаграмма направленности излучателя позволяет: а) в случае возбуждения всех излучателей антенной решетки больших, но конечных размеров суперпозицией таких диаграмм получить истинную ДН решетки, б) измеренную парциальную диаграмму можно использовать для вычисления действующего входного сопротивления или соответствующего ему коэффициента отражения, что особенно эффективно при применении к решеткам со сложными излучателями, когда теоретический анализ оказывается затруднительным.Для анализа больших эквидистантных АР разработан целый ряд методов, суть которых заключается в том, что АР заменяют бесконечной открытой периодической структурой и анализ поля проводят в единичной периодической ячейке такой структуры. Важным преимуществом такого подхода является то, что решение необходимо искать только для одной периодической ячейки АР, что позволяет найти достаточно точное решение при невысоком порядке решаемых уравнений. Метод спектрального анализа, рассмотренный подробно в [6], применим в основном для эквидистантных АР, составленных из одинаковых излучателей. Метод единичной ячейки, рассмотренный в [7], применяется для анализа больших АР, состоящих из идентичных излучателей, возбуждаемых с одинаковой амплитудой и одинаковой разностью фаз между соседними элементами.Результаты, полученные на основе модели бесконечных периодических структур, позволяют оценить свойства центральных излучателей больших АР.Для линейной решетки полосковых вибраторов, расположенных на многослойной диэлектрической подлжке (рис. 2.1) и имеющих распределение тока , (2.1) где-единичный вектор, входное сопротивление можно записать в виде [1] Записав выражения для характеристических частей и собственных функций и подставив их в (2.2) и (2.3), получим выражение для расчета входного сопротивления вибратора, имеющего структуру как на рис. 2.1 и находящегося в составе бесконечной решетки с периодом B [1]Однако, в тех случаях, когда в излучающей структуре располагается слоистый диэлектрик, расчет взаимных сопротивлений между излучателями существенно усложняется, так как кроме пространственных волн на взаимную связь между излучателями оказывают влияние поверхностные волны, направляемы диэлектрическими слоями. Одним из решением проблемы является способ определения взаимных сопротивлений между излучателями, в котором используются результаты численных расчетов входного сопротивления излучателя в составе бесконечной линейной решетки [1, 2]. Рассмотрим бесконечную линейную решетку излучателей, период которой может принимать дискретные значения NA, где n=1,2,3… Входное сопротивление решетки с периодом NA при синфазном и равноамплитудном возбуждении определяется как взаимное сопротивление между центральным и p - элементом решетки с периодом NA, , (2.6) где - взаимные сопротивления между центральным и р-м элементом (p 0) решетки с периодом NA, зависящее только от расстояния между излучателями; Для того, чтобы определить взаимное сопротивление между центральным излучателем и соседним, находящимся на расстоянии 1A, нужно из входного сопротивления АР с периодом 1А вычитать входное сопротивление АР с другими периодами, кратными 1А так, чтобы при этом компенсировались все взаимные сопротивления кроме одного, интересующего нас. Если учесть, что и , то разница между входными сопротивлениями центральных элементов данных решеток будет равна удвоенной сумме взаимных сопротивлений центрального элемента решетки с периодом 1А с элементами этой же решетки, имеющими номера 3 (2p-1).Изложенный в предыдущем разделе метод определения взаимного сопротивления между излучателями в составе линейной антенной решетки может быть применен и для расчета двумерных плоских ФАР. Например, излучатели с номерами 0; 0 1; 0 2; 0 3; 0 представляют линейную решетку из параллельных вибраторов (?=90°), а излучатели с номерами 0; 0 0; 1 0; 2 0; 3 - линейную решетку из коллинеарных вибраторов (?=0°), см. рис. Для расчета взаимного сопротивл

Содержание

Аннотация

Введение

1. Обзор литературных источников

1.1 Метод наводимых ЭДС

1.2 Метод парциальной диаграммы направленности

1.3 Методы на основе теории бесконечных периодических структур

2. Расчет полевых и импедансных характеристик ФАР

2.1 Входное сопротивление элемента бесконечной периодической линейной решетки

2.2 Расчет взаимного сопротивления полосковых излучателей в составе бесконечной линейной решетки

2.3 Расчет взаимного сопротивления в двумерной плоской ФАР

2.4 Расчет входного сопротивления излучателя с учетом взаимных связей

2.5 Определение полевых характеристик ФАР

3. Программы для расчета характеристик ФАР

3.1 Общие сведения

3.2 Программа для расчета полевых и импедансных характеристик ФАР

3.2.1 Описание применения

3.2.2 Методика испытаний

3.2.3 Руководство пользователя

3.2.4 Описание программы

3.3 Программа для характеристик ФАР в полосе частот

3.3.1 Описание применения

3.3.2 Методика испытаний

3.3.3 Руководство пользователя

3.3.4 Описание программы

3.4 Программа для расчета входного сопротивления изолированного излучателя

3.4.1 Описание применения

3.4.2 Методика испытаний

3.4.3 Руководство пользователя

3.4.4 Описание программы

3.5 Программа для расчета взаимного сопротивления между излучателями

3.5.1 Описание применения

3.5.2 Методика испытаний

3.5.3 Руководство пользователя

3.5.4 Описание программы

4. Результаты расчетов

4.1 Взаимное сопротивление

4.2 Диаграмма направленности ФАР