Навигация
Анализ технического задания
24284
знака
0
таблиц
19
изображений
1. Анализ технического задания
Проектирование антенны в данной работе предполагается осуществить методом неполного математического моделирования. Неполнота метода заключается в приближенном характере применяемых в расчетах формул, в использовании при расчете различных допущений, позволяющих упростить математические выражения, а также в нерассмотрении некоторых факторов, влияющих на режим работы реальной антенны. В целом, использование математических моделей при проектировании реальных антенн существенно сокращает объём экспериментальных исследований, связанных с разработкой излучателей, а в ряде случаев и исключает их.
В техническом задании предложено спроектировать линейную ФАР из вибраторных излучателей, настроенную на длину волны 
при максимально допустимой мощности в антенне 
, а также с заданным уровнем боковых лепестков 
. Длине волны соответствует частота 
. Сектор сканирования и ширина диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях не заданы, их следует определить в расчете. Конструктивная часть должна учитывать заданную длину решетки 
и требование к сканированию в H-плоскости . Также в работе необходимо показать конструкцию одного излучателя, который при определении предельно допустимой мощности должен быть исследован на пробой. Антенну предполагается использовать не только в настроенном режиме, поэтому нужно определить полосу частот, в которой параметры антенны будут удовлетворять поставленной задаче, а также условиям эксплуатации.
Значение мощности в антенне говорит о том, что ее предполагается использовать в режиме передачи, следовательно, следует учесть специфику этого режима как при проектировании фидерного устройства, так и всего устройства в целом.
Конструктивно решетка выполняется в виде линейки симметричных вибраторов, ориентированных в пространстве определенным образом. Положение элементов антенны относительно всей решетки зависит от плоскости, в которой должно осуществляться сканирование. По заданию луч должен перемещаться в H-плоскости, соответственно, излучатели должны быть ориентированы таким образом, чтобы ось антенны лежала в H-плоскости каждого из излучателей.
С целью обеспечения однонаправленного излучения вибраторы устанавливаются над металлическим экраном. При высотах установки симметричного вибратора над экраном около 
и более влияние экрана на сопротивление излучения может быть учтено приближенно, если сделать предположение об идеальной проводимости металла, из которого выполнен экран. При расчете диаграммы направленности излучателя следует учесть влияние высоты подвеса вибратора над экраном на его направленные свойства. Расстояния между элементами решетки выбираются одинаковыми. Поскольку длина решетки задана, то это расстояние определяется выбором числа излучателей.
Примерный вид решетки изображен на рис. 3.
Исходя из доступности теоретического материала элементом антенной решетки выберу полуволновый (
) вибратор. Чтобы упростить последующий расчет вибратор буду считать тонким, то есть его диаметр 
.
Поскольку в реальных вибраторах ток по плечам протекает несимметрично, то во избежание искажений диаграммы направленности, падения КНД и ухудшения согласования (из-за изменения входного сопротивления излучателя) важно выбрать симметрирующее устройство, которым может служить четвертьволновая щель, U-колено и др.
Следует отметить, что необходимый уровень боковых лепестков не может быть обеспечен при равноамплитудном распределении токов, питающих излучатели, так как оно дает уровень не ниже 
. Для снижения уровня боковых лепестков (необходим 
), и, соответственно, повышения КНД требуется применить неравномерное распределение амплитуд. При этом зависимость коэффициента усиления антенны от выбранного распределения учитывается при помощи коэффициента использования поверхности раскрыва.
Амплитудное распределение токов, питающих излучатели, определяет распределение подводимых к излучателям мощностей. Тот вибратор, на который будет подана максимальная мощность, исследуется на пробой, и если при определенной подводимой мощности условие возникновения пробоя не выполняется, то и вся решетка способна функционировать при заданном значении мощности антенны. Необходимо также указать, что значение предельно допустимой мощности вибратора при фиксированной подводимой к антенне мощности не позволяет выбирать число излучателей ниже определенного порогового значения.
Рабочей называется та полоса частот, в пределах которой параметры антенны не выходят за пределы допусков установленных заданием. Обычно границы рабочего диапазона определяются наиболее зависящим от частоты параметром.
Основываясь на приведенном анализе, можно приближенно определить последовательность действий при расчете:
– расчет и построение диаграмм направленности одиночного излучателя в E- и H- плоскостях;
– выбор амплитудного распределения, обеспечивающего заданный уровень БЛ, определение количества элементов антенны;
– предельно допустимая мощность, анализ излучателя на пробой;
– расчет и построение диаграмм направленности множителя решетки и всей решетки в E- и H- плоскостях, оценка ширины ДН и уровня боковых лепестков;
– поиск коэффициента усиления антенны;
– режим сканирования, влияние сдвига фаз между токами соседних излучателей на ДН ФАР в плоскости H, угол сканирования, уровень БЛ;
– оценка широкополосности антенны.
После выполнения расчета будет приведена схема питания устройства и конструкция излучателя с описанием.
Похожие работы
... разновидностями ФАР являются эквидистантные линейные и плоские антенные решетки с бегущей волной тока. В данной курсовой работе будет произведен расчет линейной эквидистантной решетки вибраторных антенн. 2. Расчет параметров одного излучателя Определим геометрические размеры одиночного излучателя и пусть и пусть Диаграмма направленности одиночного элемента И ...
... в дециметровом, сантиметровом или миллиметровом диапазонах волн, имеют принципиально различные характеристики и отличаются конструкцией, технологией изготовления, эксплуатацией и т. д. 1. Излучатель антенной решетки 1.1 Общая характеристика излучателя Вибраторные излучатели широко используются как элементы ФАР в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах волн. Широкое применение ...
... ними, поэтому эти антенны узкополосные. 2. Исходные данные и их краткий анализ Исходные данные: f0=370 МГц Df =5% P=100 Вт КУ=6 дБ В данном курсовом проекте необходимо рассчитать коллинеарную антенную решетку с последовательным возбуждением, это требует выполнение ряда условий. Во-первых, нашу антенну необходимо питать у основания, т.е. на отражающем экране. Во-вторых, необходимо ...
... в виде полуволновой петли, необходимое для подключения к симметричному полуволновому вибратору 75-омного коаксиального кабеля. Схема распределения мощности для коллинеарной антенной решетки с параллельным возбуждением: Заключение Современные устройства с электронными приборами и электрически управляемыми средами позволяют не только создать управляемое фазовое распределение в антенной ...
0 комментариев