2. Розрахунок основних електричних і геометричних параметрів лінійної решітки рупорних антен і її елементів
3. Конструктивний розрахунок і розробка конструкції АФУ
4. Опис конструкції
висновок
Антенно-фідерне пристрій, що забезпечує випромінювання і приймання радіохвиль, - невід'ємна частина будь-якої радіотехнічної системи. Вимоги до технічних характеристик антен випливають з призначення радіосистеми, умов розміщення, режиму роботи, допустимих витрат і т.д. Реалізація необхідних спрямованих властивостей, перешкодозахищеності, частотних, енергетичних та інших характеристик антен багато в чому залежить від робочого діапазону хвиль. Хоча в радіотехнічних системах використовують різні діапазони частот, надвисокі частоти (СВЧ) отримують все більш широке застосування. Це пояснюється можливостями реалізації в антенах НВЧ характеристик, що впливають на найважливіші показники якості всієї радіосистеми. Так, в діапазоні СВЧ антени можуть створювати остронаправленной випромінювання з променем шириною до часток градуса і підсилювати сигнал в десятки і сотні тисяч разів.
Антени НВЧ широко застосовуються в різних областях радіоелектроніки - зв'язки, телебаченні, радіолокації, радіоуправлінні, а також в системах інструментальної посадки літальних апаратів, радіоелектронної протидії, радіовзривателей, радіотелеметрії і ін.
Широке поширення отримали гостронаправлені скануючі антени (антенні решітки). Сканування дозволяє здійснювати огляд простору, супровід рухомих об'єктів і визначення їх кутових координат. Заміна слабонаправленних або ненаправленої антен, наприклад зв'язкових, остронаправленной сканирующими дозволяє не тільки отримувати енергетичний виграш в радіотехнічної системи за рахунок збільшення коефіцієнта посилення антен, але і в ряді випадку послаблювати взаємні впливи одночасно працюючих різних систем.
Застосування антенних решіток для побудови скануючих гостронаправлених антен дозволяє реалізувати високу швидкість огляду простору і сприяє збільшенню обсягу інформації про розподіл джерел випромінювання або відбиття електромагнітних хвиль в навколишньому просторі. Залежно від геометрії розташування випромінювачів в просторі антенні решітки (АР) поділяються на одномірні (лінійні, кільцеві, дугові), двомірні (поверхневі) і тривимірні. Одним з видів лінійних антенних решіток є лінійна решітка рупорних антен.
Мал. 1. Лінійна антенна решітка
1. Теоретична частина
Завданням даної курсової роботи є проектування і розрахунок лінійної решітки рупорних антен. В якості елемента антеною решітки будемо використовувати пірамідальний рупор.
Рупорні антени є найпростішими антенами НВЧ - діапазону. Вони можуть застосовуватися як самостійно, так і в якості елементів більш складних антен. Рупорні антени дозволяють формувати діаграми спрямованості (ДН) шириною від 100-140 ° до 10-20 °. Рупорні антени є широкосмуговими, вони забезпечують приблизно полуторное перекриття по діапазону. Коефіцієнт корисної дії рупора - високий ( »100%).
Рис.2. пірамідальний рупор
O1- вершина рупора
h1- довжина (висота) рупора
g1- кут розчину рупора
O2- друга вершина рупора
h2- друга довжина (висота) рупора
g2- другий кут розчину рупора
2. Розрахунок основних електричних і геометричних параметрів лінійної решітки рупорних антен і її елементів
Випишемо основні формули для розрахунку лінійної решітки рупорних антен:
,
де m-коефіцієнт, який визначається законом розподілу поля у відповідній площині і рівнем на якому задана ДН. Формула визначає ширину ДН лінійної решітки рупорних антен на рівні 0.5 за потужністю в горизонтальній площині
формула визначає ширину ДН одного випромінювача (рупора) на рівні 0.5 за потужністю в горизонтальній площині
формула визначає ширину ДН лінійної решітки рупорних антен рівні 0.5 за потужністю у вертикальній площині
,
формула визначає кількість випромінювачів (рупорів) лінійної решітки
,
формули визначають довжини рупорів, відповідно в "E" і "H" -плоскостях
формула визначає максимально допустимі значення кроку, при якому відсутні дифракційні максимуми
формула визначає ДН лінійної решітки рупорних антен
ДН рупора в "Є" - площині. без урахування фазових спотворень
ДН рупора в "Є" - площині. з урахуванням квадратурних фазових спотворень
Проведемо розрахунок основних параметрів одиночного пірамідального рупора і лінійної решітки:
Рис.5. Хвилеводний трійник Н-типу
висновок
В ході виконання даної курсової роботи, я розрахував параметри і діаграму спрямованості лінійної решітки складається з рупорних антен. Як рупора я використовував пірамідальний рупор. Рис.2. Решітка являє собою набір пірамідальних рупорів розташованих в лінійку. Рис.4. У процесі розрахунків встановили, що число рупорів (випромінювачів) N дорівнює 32.
Перевагою рупорних антен є великий діапазон і простота конструкції. За допомогою рупорних антен, ми спроектували лінійну решітку, яка має досить вузької ДН.
Недоліком такої лінійної решітки є те, що через велику кількість випромінювачів збільшуються розміри решітки, а відповідно і маса конструкції теж збільшується.
За результатами виконання курсової роботи була розрахована лінійна решітка з рупорних антен з наступними параметрами:
· Ширина ДН в горизонтальній площині 2 град
· Ширина ДН у вертикальній площині 20 град
· Сектор сканування +/- 10 град
· Смуга пропускання антени є досить широкою
Отримані результати відповідають вимозі технічного завдання
1. А.Л. Драбкин і В.Л. Зузенко "Антенно-фідерні пристрої" Видавництво "Радянське радіо" Москва-1961-
2. Д.М. Сазонов "Антени та пристрої НВЧ" Москва "Вища школа" 1988года
3. А.С. Лавров, Г.Б. Резніков "Антенно-фідерні пристрої" Москва "Радянське радіо" 1974році Під редакцією Д.І. Воскресенського "Антени та пристрої НВЧ" Розрахунок і проектування антенних решіток і їх випромінюючих елементів. Видавництво "Радянське радіо" Москва-1972 року
5. М. С .Жук. Ю. Б. Молочков. Проектування лінзових. скануючих. широкодіапазонних антен і фідерних пристроїв. М. Енергія. 1973.
6. А. Л. Фельдштейн. Л. Р. Явіч. В. П. Смирнов. Довідник по елементах волноводной техніки. М. Радянське радіо. 1 967
7. Конспект лекцій з курсу "Антени та пристрої НВЧ". А.В. Рубцов