Разработка и расчет волноводной фазированной антенной решётки СВЧ диапазона - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Главная
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Разработка и расчет волноводной фазированной антенной решётки СВЧ диапазона
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.
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.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
(национальный исследовательский университет)
по дисциплине: «Антенны, устройства СВЧ и ЭМС»
на тему: Разработка и расчёт волноводной фазированной антенной решётки СВЧ диапазона
Выполнил: студент 931 учебной группы А.Ю.Климов
Фазированная антенная решётка (ФАР) антенная решётка с управляемыми фазами или разностями фаз (фазовыми сдвигами) волн, излучаемых (или принятых) её элементами (излучателями). Управление фазами (фазирование) позволяет: формировать (при весьма разнообразных расположениях излучателей) необходимую диаграмму направленности (ДН) ФАР (например, остронаправленную ДН - луч); изменять направление луча неподвижной ФАР и т. о. осуществлять быстрое, в ряде случаев практически безынерционное, сканирование - качание луча (см., например, Сканирование в радиолокации); управлять в определённых пределах формой ДН - изменять ширину луча, интенсивность (уровни) боковых лепестков и т.п. (для этого в ФАР иногда осуществляют также управление и амплитудами волн отдельных излучателей). Эти и некоторые другие свойства ФАР, а также возможность применять для управления ФАР современные средства автоматики и ЭВМ обусловили их перспективность и широкое использование в радиосвязи, радиолокации, радионавигации, радиоастрономии и т.д. ФАР, содержащие большое число управляемых элементов (иногда 104 и более), входят в состав различных наземных (стационарных и подвижных), корабельных, авиационных и космических радиоустройств. Ведутся интенсивные разработки в направлении дальнейшего развития теории и техники ФАР и расширения области их применения [1].
1. Конструкция фазированной антенной решётки
Формы, размеры и конструкции современных ФАР весьма разнообразны; их разнообразие определяется как типом используемых излучателей, так и характером их расположения . Сектор сканирования ФАР определяется ДН её излучателей. В ФАР с быстрым широкоугольным качанием луча обычно используются слабонаправленные излучатели: симметричные и несимметричные вибраторы, часто с одним или несколькими рефлекторами (например, в виде общего для всей ФАР зеркала); открытые концы радиоволноводов, щелевые, рупорные, спиральные, диэлектрические стержневые, логопериодические и др. антенны. Иногда большие по размерам ФАР составляют из отдельных малых ФАР (модулей); ДН последних ориентируется в направлении основного луча всей ФАР [1]. В ряде случаев, например когда допустимо медленное отклонение луча, в качестве излучателей используют остронаправленные антенны с механическим поворотом (например, т. н. полноповоротные зеркальные); в таких ФАР отклонение луча на большой угол выполняют посредством поворота всех антенн и фазирования излучаемых ими волн; фазирование этих антенн позволяет также осуществлять в пределах их ДН быстрое качание луча ФАР. Структурная схема ФАР приведена на рис. 1.
Рисунок 1. Структурная схема передающей ФАР
Особенности построения ФАР: возбуждение излучателей ФАР производится либо при помощи фидерных линий, либо посредством свободно распространяющихся волн (в т. н. квазиоптических ФАР), фидерные тракты возбуждения наряду с фазовращателями иногда содержат сложные электрические устройства (т. н. диаграммообразующие схемы), обеспечивающие возбуждение всех излучателей от нескольких входов, что позволяет создать в пространстве соответствующие этим входам одновременно сканирующие лучи (в многолучевых ФАР). Квазиоптические ФАР в основном бывают двух типов: проходные (линзовые), в которых фазовращатели и основные излучатели возбуждаются (при помощи вспомогательных излучателей) волнами, распространяющимися от общего облучателя, и отражательные - основной и вспомогательные излучатели совмещены, а на выходах фазовращателей установлены отражатели. Иногда в ФАР для формирования ДН применяют фокусирующие устройства (зеркала, линзы).
Наибольшими возможностями управления характеристиками обладают активные ФАР, в которых к каждому излучателю или модулю подключен управляемый по фазе (иногда и по амплитуде) передатчик или приёмник. Управление фазой в активных ФАР может производиться в трактах промежуточной частоты либо в цепях возбуждения когерентных передатчиков, гетеродинов приёмников и т.п. Таким образом, в активных ФАР фазовращатели могут работать в диапазонах волн, отличных от частотного диапазона антенны; потери в фазовращателях в ряде случаев непосредственно не влияют на уровень основного сигнала. Передающие активные ФАР позволяют осуществить сложение в пространстве мощностей когерентных электромагнитных волн, генерируемых отдельными передатчиками. В приёмных активных ФАР совместная обработка сигналов, принятых отдельными элементами, позволяет получать более полную информацию об источниках излучения.
В результате непосредственного взаимодействия излучателей между собой характеристики ФАР (согласование излучателей с возбуждающими фидерами, КНД и др.) при качании луча изменяются. Для борьбы с вредными последствиями взаимного влияния излучателей в ФАР иногда применяют специальные методы компенсации взаимной связи между элементами.
Конструкция волноводной ФАР, которая рассмотрена в данной курсовой работе представлена на рисунках 2 и 3.
Рисунок 3 «ФАР волноводных излучателей»
2. Расчёт основных электрических параметров
Размеры антенны определяются заданными КНД или шириной ДН, длиной волны и выбранным амплитудным распределением поля в раскрыве антенны.
Коэффициент направленного действия фазированной антенной решетки рассчитаем по формуле:
Шумовая температура определяется многими факторами -- размером антенны, углом возвышения (места), внешними источниками шумов и условиями распространения сигнала в атмосфере.
Поскольку шумовая температура антенны зависит от множества изменяющихся факторов, при отсутствии в документации изготовителя значений необходимых параметров лучше полагаться на их вычисление. Для расчета приближенного значения шумов антенны в условиях ясного неба можно воспользоваться выражением:
2.4 Расчет действующей длины антенны
Ширина ДН по уровню половинной мощности при излучении вблизи нормали к оси решетки определяется по формуле:
Действующая длина антенной решетки определяется следующей формулой:
2.5 Расчет входного сопротивления антенны
Входное сопротивление антенны характеризует ее импедансные свойства в точке питания (в месте подсоединения фидера) и равно отношению напряжения к току на входе фидера.
Диаграмма направленности ФАР получена с помощью программы MATHCAD.
Рисунок 4. Диаграмма направленности ВФАР
3. Определение габаритных параметров решётки
1. Определим габаритные размеры решетки.
2Qг-----это--ширина--ДН--в--горизонтальной--плоскости,
2Qв-----это--ширина--ДН--в--вертикальной--плоскости.
3.--Находим--размеры--ячеек--решетки--:
4.--Найдём--количество--излучателей--:
Nх--=--54,2*24/31=42,--Ny--=--55*24/31=43
волноводная фазированная антенная решетка
В данной курсовой работе была разработана и рассчитана волноводная фазированная антенная решетка (ВФАР). Для большинства текущих расчетов ВФАР использовался MATHCAD. Также в результате проделанной курсовой работы были рассчитаны основные электрические показатели ВФАР: входное сопротивление, действующая длина, шумовая температура, КНД, КПД, предельная пропускная мощность, сектор сканирования. Была построена ДН ВФАР.
1. Сазонов Д.М. и др., "Антенны и устройства СВЧ", М.: Высш. школа, 1988. - 432 с.
2. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование и расчёт ФАР/под ред. Д.И. Воскресенского. -М.: Радио и связь, 1981.
Особенности конструкции, преимущества и недостатки фазированных антенных решеток как наиболее эффективных и перспективных антенных систем. Расчет формы и линейных размеров излучающего полотна. Разработка данной антенной решетки, алгоритм расчета задания. контрольная работа [2,6 M], добавлен 06.05.2011
Расчет геометрических параметров и значений амплитудного распределения фазированной антенной решётки. Выбор излучателя антенны и расчет параметров её волновода и пирамидального рупора. Определение коэффициента отражения, диаграмма направленности антенны. курсовая работа [2,2 M], добавлен 22.11.2015
Разработка пакета программ, позволяющего рассчитать полевые и импедансные характеристики плоской двумерной фазированной антенной решетки. Определение зависимости взаимного сопротивления от расстояния между излучателями при различных диэлектриках. дипломная работа [897,1 K], добавлен 07.07.2009
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
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
Устройство функционально-диагностического контроля системы управления лучом радиолокационной станции (РЛС) боевого режима с фазированной антенной решеткой. Принципы построения системы функционального контроля РЛС. Принципиальная схема электронного ключа. дипломная работа [815,8 K], добавлен 14.09.2011
Анализ развития микроэлектроники и её достижения. Расчет волноводно-щелевой антенной решетки резонансного типа в плоскости. Выбор схемотехнического решения и конструктивной реализации. Моделирование в пакете прикладных программ Microwave office. дипломная работа [2,4 M], добавлен 05.12.2013
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
Разработка и расчет волноводной фазированной антенной решётки СВЧ диапазона курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат: Lakshmi A Hindu Goddess Essay Research Paper
Контрольные Работы Зубарева 5 Класс Гдз
Лекция №22 Транспортные тарифы и правилаих применения
Реферат: Місяць супутник Землі
Контрольная Работа На Тему Органы Государственной Власти
Дипломная работа: Учет аудит и анализ основных и оборотных средств
Реферат по теме Микозы и микотоксикозы птиц
Столкновение Базарова С Собственной Теорией Сочинение
Реферат по теме Диагностика и лечение увеитов герпесвирусной и хламидийной этиологии
Реферат: Проблема политической жизни советского общества в 50-е года
Курсовая работа: Анализ трудоемкости продукции ОАО "Надежда"
Дипломная Работа На Тему Формирование Здорового Образа Жизни Младших Школьников
Судейское Сообщество И Его Органы Реферат
Курсовая работа по теме Социально-экономическое и политическое развитие Канады в 1945-1965гг.
Дипломная работа по теме Женские образы романа Ф. Достоевского 'Идиот'
Курсовая работа по теме Разработка передающего устройства телеуправления
Реферат: Is The Mind And Body Unified Or
Практическое задание по теме Определение активности ферментов
Реферат: Аудит расходов на рекламу
Математика Демидова 3 Класс Контрольные Работы
Власть и общество в эпоху Николая I (1825-1855) - История и исторические личности контрольная работа
Основные понятия европейского права - Государство и право курсовая работа
Проектирование систем сбора и передачи информации - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа