Навигация
Расчет диаграммы направленности диэлектрической стержневой антенны
15075
знаков
0
таблиц
26
изображений
4. Расчет диаграммы направленности диэлектрической стержневой антенны
Проектируемая антенная решетка строится на базе диэлектрических стержневых антенн и для дальнейшего расчета диаграммы направленности всей решетки нам необходимо определить диаграмму направленности одиночного стержневого диэлектрического излучателя. В ходе определения его конкретных параметров стоит заметить, что ширина диаграммы направленности одиночного излучателя будет влиять на амплитуду главного лепестка решетки при сканировании. Исходя из этого, ширина диаграммы направленности основного лепестка одиночного излучателя по уровню 0, 707 от максимума, создаваемой им напряженности поля должна быть как можно ближе к 90°. Тогда при максимальном угле сканирования в 50°, амплитуда главного лепестка решетки уменьшится не более чем в 0, 707 раз. Выберем конусообразную конструкцию диэлектрического излучателя, упрощенный вид которого показан на рисунке 4.1
В качестве материала диэлектрика выбираем полистирол, для которого диэлектрическая проницаемость ε=2, 5. Экспериментальным путем выбираем длину излучателя Lс= 4, 2см.
Определим диаметр основания конуса стержня dCmax и его вершины dCmin по формулам (Л3, стр.397):
В последующих расчетах будем использовать среднее значение диаметра диэлектрического стержня:
Определим коэффициент замедления волны ζ в диэлектрике стержневого излучателя по рис. 4.2:
Исходя из графика зависимости, для значения 
при ε=2.5 находим отношение следовательно, коэффициент замедления волны ζ=1.
Для математического описания диаграммы направленности стержневой антенны, излучатель представляется в виде системы элементарных излучателей (колец).
Диаграмма направленности элементарного излучателя 
определяется по формуле:
,
где: J0 – функция Бесселя нулевого порядка
– волновое число
Диаграмма направленности всего стержневого излучателя определяется как произведение диаграммы направленности элементарного излучателя на множитель излучателя 
, определяемого по формулам:
Тогда диаграмма направленности диэлектрического стержневого излучателя будет иметь вид:
5. Расчет диаграммы направленности антенной решетки
Диаграмма направленности антенной решетки определяется как произведение диаграммы направленности одиночного излучателя решетки на множитель решетки. Множитель решетки зависит от числа излучателей в решетке и расстояния между ними. Соответственно, в рассматриваемом случае, множитель решетки в плоскости Х и Y не будет отличаться. Также на множитель решетки влияет амплитудное распределение сигнала от генератора, подаваемого на каждый элемент решетки. Характер амплитудного распределения определяется согласно (Л4, стр. 24, табл. 2.1) по заданному уровню боковых лепестков (УБЛ). УБЛ в обеих плоскостях должен быть УБЛ - 13дБ, и такому уровню боковых лепестков соответствует закон равномерного амплитудного распределения:
Таким образом, обозначив все факторы, влияющие на множитель решетки в обеих плоскостях, можем записать его формулу.
Множитель решетки в плоскости X:
Множитель решетки в плоскости Y:
Как было сказано ранее, диаграмма направленности всей антенной решетки 
определяется произведением ее множителя на ДН одиночного излучателя решетки 
.
Диаграмма направленности антенной решетки в плоскости Х:
Вид диаграммы направленности антенной решетки в плоскости Х при нулевом угле сканирования (рис.5.2).
Вид диаграммы направленности антенной решетки в плоскости Х при угле сканирования равном ± 60° (рис.5.3)
Аналогично определим вид диаграммы направленности антенной решетки в плоскости Y:
Диаграмма направленности антенной решетки в плоскости Y:
Вид диаграммы направленности антенной решетки в плоскости Y при нулевом угле сканирования (рис.5.4):
Вид диаграммы направленности антенной решетки в плоскости Y при угле сканирования равном ± 60° (рис. 5.5)
Коэффициент направленного действия линейной решётки при ориентации луча в направлении нормали к её плоскости может быть рассчитан по формуле (Л1, стр. 39, формула 2.11) , при условии, что коэффициент использования площади раскрыва, определяемый амплитудным распределением, равен ν=0, 667 (Л1, стр. 35, табл. 2.1.)
Определение параметров антенной решетки на данном этапе можно считать законченным.
Следующим этапом следует выбрать схему питания антенной решетки и определить ее конструкцию.
Похожие работы
... гладких графиков. Для решения этой проблемы в программе предусмотрена интерполяция расчетных точек полиномом второй степени, которая осуществляется с помощью встроенной функции математического пакета. 3.4 Программа для расчета входного сопротивления изолированного излучателя 3.4.1 Описание применения Программа, имеющая название рез_размер.mcd, проводит расчет входного сопротивления ...
... допускать нарушений трудовой и производственной дисциплины; 5.2. соблюдать правила поведения на территории организации, в производственных, вспомогательных и бытовых помещениях; 5.3. соблюдать требования безопасности при передвижении по территории и производственным помещениям предприятия, быть внимательным к сигналам движущегося транспорта, соблюдать правила дорожного движения; 5.4. выполнять ...
0 комментариев