Выбор размеров волновода

2.4.1 Выбор размеров волновода

Размеры рупора рассчитаны ранее: a_р=0.126 м., b_р=0.098 м.

Определим длину рупора в плоскости E.

 , тогда Rв=0.096 м. (2.4.1)

Определим длину рупора в плоскости Н.

, тогда Rа=0,105 м. (2.4.2)

Вычислим углы раскрыва рупора:

, ψа=30.8° (2.4.3)

, ψb=37.4° (2.4.4)

Фазовый центр: , Fc=0.101 м. (2.4.5)

Выбор размеров поперечного сечения прямоугольного волновода(рис.9) а и b производится из условия распространения в волноводе только одного типа

волны H₁₀: 0.6l£a£0.9l

Примем а=0.75l=0.0375 м. (2.4.6)

Размер b должен удовлетворять условию:

 , тогда b=0.023 м (2.4.7)

Рис.9 – Прямоугольный волновод с установленным наклонным штырем

Длина отрезка волновода i₁ от возбуждающего штыря до закорачивающей стенки выбирается из условия согласования с питающим коаксиалом.

 , тогда t1=0.017 м. (2.4.8)

Длина волновода i₂ от возбуждающего устройства до горловины рупора выбирается из условия фильтрации высших типов волн. Вблизи штыря кроме волны H₁₀ возбуждается множество высших типов волн, все они оказываются в за критическом режиме и по мере движения к рупору затухают по exp. Высшие типы волн не должны проходить в горловину рупора, а затем в его раскрыв, для этого их амплитуда должна уменьшиться на длине i₂ примерно в 100 раз.

, (2.4.9)

где l_крH11 – критическая длина волны H₁₁, равная a.

Отсюда i₂=0.042 м.

Найдем расстояние от раскрыва до горловины рупора, одинаковое в плоскостях E и H:

h=R_А-R_Аa/a_p (2.4.10)

h=0.105-0.105×0.0375/0.126=0.074 м.

2.4.2 Расчет возбуждающего устройства

Волна, отраженная от зеркала, ухудшает согласование облучателя лишь в том случае, когда ее поляризация соответствует поляризации облучателя в режиме приема. Поэтому облучатель с круговой поляризацией не принимает отраженную волну, так как направление вращения вектора Е поля после отражения от металла меняется на обратное и волна не проникает в линию, питающую облучатель.

Критерием согласования возбуждающего устройства с волноводом служит режим бегущей волны в коаксиальном питающем фидере, т.е. равенство входного сопротивления R_вх возбуждающего устройства волновому сопротивлению фидера r_ф(для коаксиального провода 75 Ом).

R_вх=r_ф (2.4.11)

(2.4.12)

где x₁=a/2 – положение штыря на широкой стенке волновода (по середине);

r_в=120pl_в/l=120p×0.067/0.05=505 Ом- волновое сопротивление волновода;

h_д- действующая высота штыря в волноводе, геометрическая высота которого l определяется по следующей формуле:

(2.4.13)

Теперь из формулы (2.4.12) выразим h_д:

Из формулы (2.4.13) найдем геометрическую высоту штыря

На этом расчет рупорной антенны с вращающейся поляризацией закончен.

Заключение

В данной работе была спроектирована параболическая зеркальная антенна круговой поляризации с рупорным облучателем со следующими характеристиками:

Ширина диаграммы направленности главного лепестка 4°

Коэффициент направленного действия 3150

Коэффициент использования поверхности 0.05

Уровень боковых лепестков минус 25 дБ

Допуск на установку облучателя:

По горизонтали 0.565 см

По вертикали ±1.5 см

Список использованных источников

1.   Айзенберг Г. З., Ямпольский В. Г., Терешин О. Н., Антенны УКВ. – М.: Связь, 1971. В 2-х частях.

2.   Конарейкин Д. Б., Потехин В. Л., Шишкин И. Ф. Морская поляриметрия. – Л.: Судостроение, 1968. – 328 с.

3.   Лавров А. С., Резников Г. Б. Антенно-фидерные устройства. Учебное пособие для вузов. – М.: Советское радио, 1974. – 368 с.

4.   Антенны и устройства СВЧ. Расчет и проектирование антенных решеток и их излучающих элементов. Учебное пособие для вузов. / Под ред. профессора Воскресенского Д. И. – М.: Советское радио, 1972. – 320 с.

5.   Жук М. С., Молочков Ю. Б. Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств. – М.: Энергия, 1973. – 440 с.

6.   Зузенко В. А., Кислов А. Г., Цыган Н. Я. Расчет и проектирование антенн. – Л.: ЛВИКА, 1969.

7.   Хмель В. Ф. Антенны и устройства СВЧ. Сборник задач. Издательское объединение «Вища школа»,1976. – 216 с.

8.   Кочержевский Г. Н. Антенно-фидерные устройства: Учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1981. – 280 с., ил.