Расчет параметров одного излучателя

2. Расчет параметров одного излучателя

Определим геометрические размеры одиночного излучателя

 и  пусть

 и  пусть

Диаграмма направленности одиночного элемента

И в полярной системе координат

Расстояние от вибратора до экрана

Диаграмма направленности вибратора с учетом отражающего экрана

В полярной системе координат

3. Расчет параметров антенной решетки

Исходными данными для расчета являются:

- Сектор сканирования (максимальное отклонение главного лепестка от нормали, проведенной к плоскости решетки):

- Ширина диаграммы направленности на уровне 0,5 по мощности:

- Для антенных решеток при равноамплитудном распределении:  

- Волновое число:

Максимальное значение шага решетки, определяется из условия возможности заданного отклонения главного лепестка от нормали(сканирования) при отсутствии побочных максимумов

м

Определяем число излучателей:

тогда длина решетки  

Для упрощения системы питания число излучателей должно быть равным , возьмем N = 16, пересчитаем шаг решетки(при неименной длине решетки – N*d)

Множитель системы

Диаграмма направленности линейной решётки вибраторных антенн

В полярной системе координат

По техническому заданию ширина диаграммы направленности на уровне 0,5 по мощности в горизонтальной плоскости равна 6 градусам, проверим это:

Приведенные ранее диаграммы выполнены для угла сканирования равного -10⁰,

рассчитаем характеристики направленности еще для двух положений луча(-5⁰ и 0⁰)

пусть

 

И в полярной системе координат

пусть

 

4. Описание элементов ДОС

 

1. Конструктивная схема вибраторного излучателя

Для ликвидации заднего лепестка(и придания жесткости конструкции решетки) используется отражающий проводящий экран

1 – плечи вибратора

2 - симметрирующее устройство

3 – проводящий экран

4 – вход питающей линии

2. Коаксиально – полосковые переходы.

 

Для уменьшения нерегулярности в области сочленения внутренний диаметр внешнего проводника коаксиальной лиги должен быть близким расстоянию между внешними пластинами симметричной полосковой линии или удвоенной толщине основания несимметричной полосковой линии. Согласование перпендикулярного коаксиально-полоскового перехода осуществляют подбором диаметра соединительного штыря, проходящего через диэлектрическое основание, а также размеров коаксиальной диафрагмы на выходе из коаксиальной линии и коротко разомкнутого шлейфа из отрезка полоскового проводника.

3. Дискретный фазовращатель.

При создании ФАР используются дискретные фазирующие устройства, с помощью которых фаза возбуждения в каждом излучателе может быть изменена а пределах от 0 до  скачком на величину . Важнейшим преимуществом дискретных фазирующих устройств по сравнению с плавными(аналоговыми) является улучшенная стабильность. Это объясняется тем, что управляющие устройства, например pin-диоды или ферриты с прямоугольной петлёй гистерезиса, работают в переключательном режиме с использованием только двух крайних областей их характеристик: «открыто» и «закрыто». Другим преимуществом дискретных фазирующих устройств является удобство управления ими с помощью цифровых вычислительных машин. В этой связи L выбирается равным , и для кодирования любого фазового состояния требуется 4 двоичных разряда. Фазовращатель, работающий по такому принципу, называется бинарным.

Проходной бинарный фазовращатель содержит 4 каскада, каждый из которых может находится в одном из двух состояний, характеризуемых фазовыми сдвигами 0 или (p=1), (p=2), (p=3), (p=4). С помощью различных комбинаций состояний каскадов фазовращателя может быть реализован любой фазовый сдвиг в пределах от 0 до  с дискретом .

4. Согласованный кольцевой делитель мощности на равные части.

 

Полосковые делители мощности являются линейными 6-полюсниками СВЧ. В делителе используется параллельное разветвление линий передачи на входе 1, два четвертьволновых трансформатора и поглотитель в виде сосредоточенного резистора с нормированным сопротивлением R=2. Такая схема может быть получена из гибридного кольца.

 
Список литературы

1.  А.Л. Драбкин и В.Л. Зузенко «Антенно-фидерные устройства» Москва «Советское радио» Москва 1961г.

2. Д.М. Сазонов «Антенны и устройства СВЧ» Москва «Высшая школа» 1988г.

3.  Д.И. Воскресенский «Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток» Москва «Радио и связь» 1982г.

4.  Д.И. Воскресенский «Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток» Москва «Радиотехника» 2003г.

5.  Е.В. Жгутов, А.В. Маторин, А.В. Рубцов «Устройства СВЧ и антенны» Рязань 2002г.