Коллинеарная антенная решетка с последовательным возбуждением - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Главная
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Коллинеарная антенная решетка с последовательным возбуждением
Причины применения коллинеарной антенной решетки с последовательным возбуждением и ее расчет с использованием модели Маркони-Франклина. Определение характеристик излучающего элемента антенны. Оценка полученных результатов с помощью программы "SAR32".
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования Российской Федерации.
Рязанская государственная радиотехническая академия.
Курсовая работа по дисциплине «Распространение радиоволн и АФУ ССПО» по теме: «Коллинеарная антенная решетка с последовательным возбуждением»
В данной курсовой работе необходимо рассчитать коллинеарную антенную решетку с последовательным возбуждением, для этого мы будем использовать модель антенной решетки Маркони-Франклина. В качестве излучателей будем использовать полуволновые вибраторы, т.к. у них довольно высокий КПД.
Вибраторные излучатели широко используются как элементы антенных решеток в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах волн. Широкое применение вибраторных антенных решеток обусловлено рядом их достоинств: относительно малой массой, устойчивостью к атмосферным внешним воздействиям, возможностями складывания и быстрого разворачивания в мобильных радиотехнических системах, получения произвольной поляризации и управления поляризационной характеристикой излученного поля, управления диаграммой направленности отдельных излучателей благодаря включению управляемых нагрузок.
Вибраторные излучатели применяются также в качестве облучателей зеркальных антенн и как самостоятельные слабонаправленные антенны.
Конструктивно линейный симметричный вибратор представляет собой проводник длиной 2l, возбуждаемый в середине источником ЭДС высокой частоты (рис.2.1). Размер поперечного сечения проводника 2a значительно меньше длины плеча вибратора l. Линейный симметричный вибратор не излучает вдоль оси при любой своей длине.[1]
Применение антенных решеток обусловлено следующими причинами. Решетка из N элементов позволяет увеличить приблизительно в N раз КНД (и соответственно усиление) антенны по сравнению с одиночным излучателем, а также сузить луч для повышения точности определения угловых координат источника излучения в навигации, радиолокации и других радиосистемах. С помощью решетки удается поднять электрическую прочность антенны и увеличить уровень излучаемой (принимаемой) мощности путем размещения в каналах решетки независимых усилителей высокочастотной энергии. Помехозащищенность радиосистемы зависит от уровня боковых лепестков (УБЛ) антенны и возможности подстройки (адаптации) его по помеховой обстановке. Антенная решетка является необходимым звеном для создания такого динамического пространственно-временного фильтра или просто для уменьшения УБЛ.
Коллинеарные антенны имеют относительно большое усиление. Строятся они таким образом, чтобы, несмотря на большую длину антенны, исключить участки ее с токами противоположного направления.
Для эквидистантной линейной решетки, состоящей из n продольно расположенных симметричных вибраторов при их синфазном и равно амплитудном возбуждении напряженность поля в дальней зоне, имеет вид:
где () - фазовая характеристика системы. Угол в этом случае отсчитывается от перпендикуляра к оси решетки.
представляет собой амплитудную характеристику направленности линейного симметричного вибратора.
Другой сомножитель называют множителем системы:
В направлении нормали к оси решетки = 0 поля всех вибраторов должны складываться синфазно, так как разности хода волн для них в этом направлении равны нулю. После подстановки = 0 легко убедиться, что f c ( = 0 ) = n. Это будет соблюдаться при d < .
Анализ множителя системы показывает, что он имеет многолепестковую структуру, вид которой в зависимости от нормированной координаты =(kd)/*sin() представлен на рис.1.2. Ширина основного лепестка множителя системы определяется выражением:
Эта формула отражает фундаментальное положение теории антенн о том, что повышение направленности излучения антенн возможно путем увеличения ее относительных размеров. Так при длине решетки nd= 5 имеем 2 = 23°, а при nd = 10 2 0 = 11,5°. Для получения основного лепестка шириной около 3° требуется решетка протяженностью примерно 40.
Уровни боковых лепестков не зависят от размеров решетки и определяются по порядковому номеру лепестка i выражением:
Общее количество боковых лепестков линейной антенной решетки зависит от количества элементов и шага между ними.
Полная характеристика направленности решетки определяется произведением f c () и f(). При ориентации симметричных вибраторов вдоль оси решетки основную роль в формировании направленных свойств играет множитель системы. Это справедливо при nd » .
1.2 Коэффициент направленного действия
Для полного представления направленных свойств систем излучателей необходимо оценить КНД. В соответствии с общей формулой КНД определяется зависимостью:
где f(,) - нормированная характеристика направленности антенны.
Во многих практических случаях можно не учитывать собственные направленные свойства элемента решетки и положить f 1 (,) =l, т. е. решетка будет состоять из изотропных излучателей. Либо предположить, что она состоит из элементарных вибраторов, т. е. f 1 (,) = sin().
Соответствующий вывод формул для КНД линейных синфазных равноамплитудных решеток из изотропных излучателей и элементарных вибраторов широко представлен в литературе по антенной технике. На рис.1.3 приведены характерные графики изменения КНД линейных решеток из продольных элементарных вибраторов от n и d.
При увеличении шага d/ КНД сначала растет вследствие сужения главного лепестка диаграммы направленности. При некоторых оптимальных значениях d/, КНД достигает максимума и
при дальнейшем увеличении d/ начинает падать в связи с увеличением уровня боковых лепестков, следующие:
* для решетки изотропных излучателей 0,5;
* для решетки из продольных вибраторов 1.
Анализ КНД проведенный для линейных решеток, состоящих из элементарных вибраторов, вполне пригоден также для решеток, состоящих из симметричных вибраторов, длина плеч которых не превышает полуволны. Это объясняется тем, что диаграммы направленности таких вибраторов незначительно отличаются от диаграмм направленности элементарных вибраторов.
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 использовать между полуволновыми излучающими элементами четвертьволновых шлейфов. Это необходимо для того, чтобы можно было использовать для расчета нашей антенны модель Маркони-Франклина, т.е. что токи в антенне, на излучающих элементах, распределяются синфазно. Т.к. используется последовательное возбуждение, то мы не можем использовать очень большое количество элементов решетки, потому что ток к концу антенны спадает. Поэтому в качестве излучающих элементов выбираем полуволновый вибратор, т.к. у него наиболее высокий КНД, и это позволит нам сократить количество элементов решетки, для обеспечения необходимого КУ.
Полоса частот f =5% требует широкополосного согласования, т.к. входное сопротивление антенны будет сильно меняться, с изменением частоты.
В качестве излучающего элемента будем использовать полуволновый вибратор. Рассчитаем его характеристики
Сопротивление полуволнового вибратора равно
4.2.4 ДН меридиональная плоскость полярная система координат
Рассчитаем согласующее устройство в данном случае это Шлейф Татаринова.
После согласования входное сопротивление антенны стало 74 Ом, что подходит под использования коаксиального кабеля с сопротивлением 75 Ом.
В качестве излучателей используются полуволновые вибраторы, соединенные между собой четвертьволновыми шлейфами. Вся эта конструкция крепиться на диэлектрической мачте длинной L=1.622 м.
В качестве согласующего устройства используется короткозамкнутый шлейф Татаринова L шл =7.2 см, L до.шл =14.4 см.
В данном курсовом проекте была рассчитана коллинеарная антенная решетка, полученные результаты были оценены с помощью программы «SAR32», которая производит расчет реальной антенны без приближений.
Величина КУ рассчитанного по программе, оказалась сопоставимой с требуемой по заданию. Также была рассчитана ширина ДН на уровне половинной мощности и на нулевом уровне, она оказалась такой же как и при предварительном расчете.
5. Сазонов Д.М. «Антенны и устройства СВЧ» М 1988г.
Общая характеристика и сфера применения антенных решеток. Определение параметров и конструкции симметричных вибраторных антенн, описание способов их возбуждения. Расчет коллинеарной антенной решетки с параллельным возбуждением, построение диаграмм. курсовая работа [4,5 M], добавлен 21.03.2011
Излучатель антенной решетки. Выбор конструкции вибратора и схемы питания. Антенная решетка системы излучателей. Расчет диаграммы направленности и геометрия антенной решетки. Расчет параметров решетки при заданном максимальном секторе сканирования. контрольная работа [250,6 K], добавлен 03.12.2010
Проектирование линейной антенной решетки из спиральных излучателей, расчет ее параметров. Расчет линии передачи и вращающегося сочленения. Согласующее устройство, делитель мощности. Коэффициент полезного действия антенны. Электрическая схема конструкции. курсовая работа [662,3 K], добавлен 21.02.2013
Методика расчета уголковой антенны, петлевого вибратора, коллинеарной антенной решетки. Выбор размеров уголковой антенны, расчет параметров элемента решетки с учетом уголкового рефлектора, ширины диаграммы направленности. Схема распределения мощности. курсовая работа [968,3 K], добавлен 21.03.2011
Фазированная антенная решётка, способы расположения элементов. Сектор сканирования ФАР. Расчет длины волны. Моделирование антенной решетки. Трехмерное изображение антенной решетки с рефлектором. Угол наклона главного лепестка диаграммы направленности. контрольная работа [1,3 M], добавлен 06.01.2014
Определение геометрических параметров антенной решетки. Расчет диаграммы направленности диэлектрической стержневой антенны, антенной решетки. Выбор и расчет схемы питания антенной решетки. Выбор фазовращателя, сектор сканирования, особенности конструкции. курсовая работа [2,7 M], добавлен 06.07.2010
Формы, размеры и конструкции современной фазированной антенной решетки, ее структурная схема и особенности построения. Расчет основных электрических параметров волноводной фазированной антенной решетки, определение ее основных габаритных параметров. курсовая работа [2,3 M], добавлен 18.05.2013
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Коллинеарная антенная решетка с последовательным возбуждением курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая работа: Правовое воспитание понятие и место в процессе воспитания личности
Реферат: Age Discrimination Essay Research Paper Age discrimination
Холодная Осень Итоговое Сочинение
Доклад: Экономико-географическое положение Ленинградской области
Коллоидные Растворы Реферат По Химии
Дипломная работа: Прямой метод Ляпунова исследования решения системы дифференциальных уравнений на устойчивость. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Лермонтов в искусстве его времени
Сочинение Я Могу Стать Педагогом Потому Что
Скачать Реферат Русскому
Реферат: Бинес - план для мувинговой компании. Скачать бесплатно и без регистрации
Права Ребенка Диссертация
Контрольная Работа 2 По Алгебре 7 Класса
Реферат На Тему Проблема Человека В Русской Философии Конца Xix-Начала Xx Века
Курсовая работа по теме Значение реформ Петра I
Реферат: Курс лекций по Мировой экономике
Курсовая Семья Социальная Работа
Курсовая работа по теме Методы и средства для измерения внутренних и линейных размеров деталей типа 'Корпус' и 'Вал'
Реферат по теме Межличностные отношения в различных группах и коллективах
Дипломная работа по теме Правовое регулирование брачных отношений в России
Контрольная работа по теме Покупка велосипеда
Сталин и Троцкий - политические противники - История и исторические личности реферат
Право собственности на землю - Государство и право задача
История России с Древнейших времён до конца XVI века - История и исторические личности тест