Особенности антенн доплеровского измерения скорости и угла сноса самолета (антенн ДИСС)

4. Особенности антенн доплеровского измерения скорости и угла сноса самолета (антенн ДИСС)

Задача по определению истинного местоположения летательного аппарата (ЛА) в пространстве при воздействии на него метеорологических факторов может быть решена, если известны продольная и поперечная составляющие его скорости. Данные величины обычно определяются косвенно путем измерения доплеровских частот. Известно [2], что радиосигнал частотой f, отраженный от объекта (например, от ЛА), движущегося в пространстве со скоростью V, получает дополнительное приращение по частоте

,

где a - угол между вектором скорости и радиальным направлением на ЛА. Знак доплеровского приращения положительный, если объект движется навстречу источнику радиоизлучения, и отрицательный, если объект удаляется от него.

Антенны ДИСС позволяют, измеряя доплеровские составляющие, определять продольную и поперечную скорости ЛА, и скорость его перемещения в вертикальном направлении. Такие антенны формируют четыре луча так, как показано на рис.2.

Рис. 2

Поскольку доплеровские составляющие, вызванные движением ЛА с некоторой скоростью, в передних и задних лучах имеют разный знак, а случайные (помеховые) составляющие в них приблизительно одинаковы, то, вычитая сигналы со второй пары лучей из сигналов первой пары, можно добиться компенсации помехи и, следовательно, повышения точности измерения скорости ЛА.

Антенны доплеровского измерения скорости и угла сноса самолета часто строятся на основе решеток ВЩА. Для защиты от атмосферных осадков и пыли раскрыв антенных решеток закрывают диэлектрической пластиной или помещают всю излучающую систему в радиопрозрачный обтекатель.

антенна волновод щель доплеровский

 

5. Расчёт ВЩА

5.1 Расчёт широкой стенки волновода

Решим систему уравнений, из которой найдем a и лкр.

а надо выбрать таким чтобы длина волны в волноводе состовляла 0.9 от критической длины волны.

5.2 Расчёт расстояния между щелями d, возьмём цmax=-20 град, d найдём решив уравнение:

Таким образом расстояние между щелями равно равно:

Сразу рассчитаем узкую стенку волновода – b,

5.3 Расчёт числа щелей n

Так как мы рассчитываем нерезонансную щелевую антенну, то необходимо использовать формулу учитывающую амплитудные искажения:

,

где з = 0,95

N необходимо выбрать целым числом, поэтому число щелей равно:

.

5.4 Расчёт смещения щели от широкой стенки волновода – x

Сначала найдем проводимость щели

Таким образом проводимость щели равна:

Зная проводимость щели найдем х:

Решим это уравнение относительно x

5.5 Расчёт ширины щели Д, по полосе по зависимости добротности щели от её относительной ширины, найдем х:

5.6 Расчёт длины щели также произведем исходя из зависимости длины продольной щели от её смещения х:

Так как отношение d/л равно 0,461, а относительное смещение х/л равно 0,109, то l/л=0.232, следовательно длина щели равна

5.7 Расчет КБВ

,

где Г – коэффициент отражения

,

где к – волновое число

,

Таким образом видим что на заданной частоте обеспечивается необходимое согласование

 

Зависимость КБВ от частоты

В пределах полосы пропусквния осуществляется необходимый коэффициент бегущей волны который по ТЗ должен быть больше 0.8.

5.8 Расчёт диаграммы направленности ВЩА

ДН ВЩА рассчитывается как произведение ДН множителя решетки на ДН одного излучателя.

ДН одного излучателя

ДН множителя

ДН антенны найдем как произведение ДН множителя решетки на ДН одного излучателя

Горизонтальная координата, т. е. угол ц на графике представлена в радианах.

 

6. Расчёт решётки ВЩА

6.1 расчёт расстояния между волноводами

6.2 Расчёт числа волноводов

m=5.653; Возьмём m равным 6.

6.3 Расчёт ДН решетки ВЩА

6.4 Расчёт КНД решетки ВЩА вцелом

7. Конструкция решетки ВЩА

 

 

 

Заключение

В данной курсовой работе была спроектирована антенна самолетной РЛС, с необходимыми параметрами согласно техническому заданию.

Список используемой литературы

 

1. Антенны и устройства СВЧ / под редакцией Д.И. Воскресенского – М. Радио и связь. 1989г

2. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. – М. Высшая школа, 1988г