Синфазная решетка из рупорных антенн

Информация - Компьютеры, программирование

Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



азмера раскрыва одиночного рупора:

 

S=700 см2.

 

Так же известно что, пирамидальный рупор оптимален, если искажения в Н-плоскости составляют б1= 135є, а в Е-плоскости б2=90є. Получаем соотношение:

 

 

Обозначим:

а1 - ширина рупора в плоскости Н;

а2 - ширина рупора в плоскости Е.

Составляем систему из двух уравнений:

 

 

из этих уравнений находим:

 

а1=32.4 см

а2=21.6 см

 

б). Длина рупора.

Обозначим:

h1 - длина рупора в плоскости H,

h2 - длина рупора в плоскости Е.

 

см,

см.

 

Для пирамидального рупора эти длины могут быть различными и не совместимыми, поэтому используем уравнение стыковки рупора с волноводом:

 

h1 (1-a/a1) = h2 (1-b/a2),

 

Чтобы фазовые искажения в раскрыве не превысили допустимых, большее значение длины h принимаем за постоянное число и выражаем меньшее значение через большее.

Подставляем полученные значения длин рупора в уравнение стыковки рупора с волноводом:

 

;

 

Принимаем значения: и за действительные и в дальнейших расчётах будем использовать их.

в). Угол раскрыва рупора:

Зная ширину сторон раскрыва и длины рупора, считаем угол раскрыва в двух плоскостях по формулам:

 

; , угол раскрыва в плоскости Н,

; , угол раскрыва в плоскости Е.

 

3). Коэффициент направленного действия одного излучателя.

 

,

 

где н - коэффициент использования площади.

Для пирамидального рупора .

 

 

4). Расчёт ширины диаграмм для одного рупора.

Ширина диаграммы направленности в плоскости Н:

 

, .

 

Ширина диаграммы направленности в плоскости Е:

 

, .

5). Графическое построение диаграммы направленности единичного излучателя.

При расчете диаграммы направленности антенны поле в раскрыве можно принимать синфазным, так как в правильно спроектированном рупоре фазовая ошибка не изменяет существенно диаграмму направленности. Амплитудное распределение как указывалось раньше, принимается совпадающем с полем в поперечном сечении питающего волновода.

Диаграмма направленности рупора может быть приближенно рассчитана из выражения, полученного по формуле Кирхгофа.

В плоскости вектора Н (Рис.1):

 

 

Рисунок 1.

 

В плоскости вектора Е (Рис.2):

 

Рисунок 2.

 

По графикам определяем ширину диаграммы направленности по первым нулям:

в плоскости вектора Н:

 

;

 

в плоскости вектора Е:

 

 

  1. Расчет антенной решетки

 

Решетка синфазная, то есть токи всех излучателей синфазны (имеют одинаковую фазу).

1). Расчет оптимального расстояния между антеннами в решётке.

При оптимальном расстоянии между излучателями КНД синфазной решетки достигает максимального значения, поэтому это расстояние называется оптимальным.

 

; , в плоскости вектора Н.

Так как d1опт меньше, чем размер раскрыва рупора в этой плоскости, то берём значение d1опт равное a1:

 

; , в плоскости вектора Е.

 

Так как d2опт меньше, чем размер раскрыва рупора в этой плоскости, то берём значение d2опт равное a2:

Принимаем значения: и за действительные и в дальнейших расчётах будем использовать их.

2). Коэффициент направленного действия антенны.

Качество антенны характеризуется коэффициентом усиления антенны, равным произведению коэффициента направленного действия (КНД) на коэффициент полезного действия (КПД) антенны:

 

 

Для рупорных антенн можно считать, что мощность потерь значительно меньше мощности излучения, благодаря чему КПД антенны можно принять равным единице: , значит

По техническому заданию: дБ или ;

- КНД антенны.

3). Расчёт количества излучателей в решетке.

Рассчитаем ширину диаграммы направленности на уровне 0.5 по формулам:

 

,

в плоскости вектора Н, где - число излучателей в строке.

 

,

 

в плоскости вектора Е, где - число излучателей в столбце.

В техническом задании дано: ширина диаграммы направленности на уровне 0.5 по мощности в горизонтальной плоскости . Составим соотношение и получим:

 

.

 

Также известно, что коэффициент направленного действия антенны рассчитывается по формуле:

 

 

Получили систему из двух уравнений с двумя неизвестными и :

 

 

Выражаем и , и находим их значения:

 

, округляем до 4.

,округляем до 12.

 

Принимаем значения: и за действительные и в дальнейших расчётах будем использовать их.

Общее число излучателей в антенной решетке:

 

 

4). Габариты решетки.

L1 - длина антенны в строке:

 

.

 

L2 - длина антенны в столбце:

 

.

 

5).Положение дифракционных максимумов.

В плоскости вектора Н (Рис.3):

 

123457.092є14.183є21.275є28.367є35.458є

; p=1, 2 …

Рисунок 3.

 

В плоскости вектора Е (Рис.4):

 

1234510.672є21.344є32.016є42.688є53.360є

; p=1, 2 …

 

Рисунок 4.

 

6). Графическое построение диаграммы направленности (ДН) решетки.

Диаграмма направленности решетки есть произведение ДН одного излучателя решетки на ДН множителя решетки.

Строем ДН множителя решетки, при этом учитывая, что решетка синфаз

s