Реферат: Синфазная решетка из рупорных антенн

⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Министерство общего и профессионального
« Синфазная решетка из рупорных антенн
»
Рупорные антенны являются простейшими антеннами СВЧ-диапазона. Излучатель типа открытого конца волновода можно рассматривать как рупор, у которого угол раскрыва равен нулю. Для получения более острой диаграммы направленности сечение стандартного волновода можно увеличивать плавно, превращая волновод в рупор. В этом случае структура поля в волноводе в основном сохраниться. В горле рупора, то есть в месте его соединения с волноводом, всё же возникают высшие типы волн. Однако если угол раскрыва рупора не слишком велик, то волны всех типов, кроме основного, быстро затухают в окрестности горловины рупора, а по рупору будет распространяться только колебания основного типа.
Основные типы рупоров образуются в результате расширения прямоугольного или круглого волновода. Если расширение прямоугольного волновода происходит только в одной плоскости, то получается секториальный рупор. В зависимости от того, в какой плоскости происходит расширение, различают Н-плоскостные и Е-плоскостные секториальные рупоры. Если прямоугольный волновод расширяется сразу в двух плоскостях, получается пирамидальный рупор . Расширяющийся круглый волновод образует конический рупор . Кроме указанных типов, применяются ещё комбинированные прямоугольные рупора.
Рупорные антенны могут применяться как самостоятельно, так и в качестве элементов более сложных антенн. Рупорные антенны позволяют формировать диаграммы напряжённости (ДН) шириной от 100-140 градусов до 10-20 градусов. Возможность дальнейшего сужения ДН ограничивается необходимостью резкого увеличения длины рупора. Рупорные антенны являются широкополосными, они обеспечивают примерно полуторное перекрытие по диапазону. Возможность изменения рабочей частоты в ещё больших пределах ограничивается возбуждением и распространением, в питающем волноводе высших типов волн. Коэффициент полезного действия рупора - высокий (приблизительно 100%). Включение в волноводной тракт фазирующей секции или в раскрыв поляризационной решётки обеспечивает создание поля с круговой поляризацией. Для формирования узких ДН могут быть использованы двумерные решётки из небольших рупоров. Для этого надо взять несколько слабонаправленных излучателей, расположить их определенным образом в пространстве, запитать от общего генератора и подобрать должным образом амплитуды и фазы их токов.
Расчет рупорных антенн основан на результатах их анализа, то есть первоначально ориентировочно задаются геометрическими размерами антенны, а затем определяют её электрические параметры. Если размеры выбраны неудачно, то расчет повторяется снова.
Поле излучения рупорной антенны, как и всех антенн СВЧ, определяется приближенным методом. Сущность приближения заключается в том, что несмотря на связь между полем внутри и вне рупора, внутреннюю задачу решают независимо от внешней, и полученные из этого решения значения поля в плоскости раскрыва рупора используют для решения внешней задачи.
Амплитудное распределение поля в раскрыве рупора принимается таким же, как и в питающем его волноводе. При возбуждении рупора прямоугольным волноводом с волной Н10 вдоль оси X (проходящей в плоскости Н) распределение амплитуды поля косинусоидальное, а вдоль оси Y (проходящей в плоскости Е) амплитудное распределение равномерное
В связи с тем, что фронт волны в рупоре не остается плоским, а трансформируется в цилиндрический в секториальном рупоре и в сферический в пирамидальном и коническом, то фаза поля по раскрыву меняется по квадратичному закону.
Описанные амплитудное и фазовое распределение поля по раскрыву являются приближенными. Некоторое уточнение дает учет отражения от раскрыва хотя бы только основного типа волны. При этом надо иметь в виду, что коэффициент отражения уменьшается с увеличением раскрыва.
Диаграмма направленности рупорной антенны по известному полю в раскрыве может рассчитываться методом волновой оптики на основе принципа Гюйгенса и формулы Кирхгофа. Применение формулы Кирхгофа к электромагнитному полю не является строгим. Имея выражение для диаграммы направленности, можно найти коэффициент направленного действия антенны, зависимость ширины диаграммы направленности от размеров раскрыва и другие характеристики антенны.
Рупорная антенна состоит из рупора, волновода и возбуждающего устройства .
Волновод выбираем исходя из заданной рабочей частоты:
Ширину сторон раскрыва рупора находим из заданного размера раскрыва одиночного рупора:
Так же известно что, пирамидальный рупор оптимален, если искажения в Н-плоскости составляют б 1=
135є, а в Е-плоскости – б 2
=90є. Получаем соотношение:
Составляем систему из двух уравнений:
Для пирамидального рупора эти длины могут быть различными и не совместимыми, поэтому используем уравнение «стыковки рупора с волноводом»:
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.
Зная ширину сторон раскрыва и длины рупора, считаем угол раскрыва в двух плоскостях по формулам:
3). Коэффициент направленного действия одного излучателя.
где н - коэффициент использования площади.
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.
По графикам определяем ширину диаграммы направленности по первым нулям:
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.
Так как d 1опт
меньше, чем размер раскрыва рупора в этой плоскости, то берём значение d 1опт
равное a 1
:
Так как d 2опт
меньше, чем размер раскрыва рупора в этой плоскости, то берём значение d 2опт
равное a 2
:
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
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:
Принимаем значения: и за действительные и в дальнейших расчётах будем использовать их.
Общее число излучателей в антенной решетке:
5).Положение дифракционных максимумов.
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 синфазная.
В данной работе были рассчитаны требуемые параметры синфазной решетки из рупорных антенн: размеры волновода, размеры рупора, КНД излучателя, габариты решетки, количество излучателей, расстояние между излучателями; построены графики: ДН единичного излучателя, ДН множителя системы, ДН решетки. Представлена структурная схема питания рупоров от общего генератора.
Рупорные антенны имеют ряд ценных качеств: они просты по конструкции, широкополосны, позволяют осуществлять независимое изменение ДН в Е-и Н-плоскостях у пирамидального рупора, обладают высоким КПД =1 и относительно низким уровнем боковых лепестков. Часто рупоры применяются в качестве антенн измерительных приборов, а также облучателей зеркальных и линзовых антенн.
1. А.Л. Драбкин и В.Л. Зузенко «Антенно-фидерные устройства» Издательство «Советское радио» Москва-1961год
2. Д.М. Сазонов «Антенны и устройства СВЧ», Москва «Высшая школа» 1988год
3. А.С. Лавров, Г.Б. Резников «Антенно-фидерные устройства» Москва «Советское радио» 1974год
4. Под редакцией Д.И. Воскресенского «Антенны и устройства СВЧ» Расчёт и проектирование антенных решёток и их излучающих элементов. Издательство «Советское радио» Москва-1972год
5. Антенны и устройства СВЧ: Методические указания к лабораторным работам. Часть / РГРТА; Составили: В.Я. Рендакова, А.Д. Касаткин, А.В. Маторин, А.В. Рубцов; Под редакцией А.В. Рубцова. Рязань, 1998год

Название: Синфазная решетка из рупорных антенн
Раздел: Рефераты по коммуникации и связи
Тип: реферат
Добавлен 19:42:14 08 декабря 2010 Похожие работы
Просмотров: 381
Комментариев: 9
Оценило: 2 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Ребятки, кто на FAST-REFERAT.RU будет заказывать работу до 26го мая - вводите промокод iphone, и тогда будете учавствовать в розыгрыше iphone xs)) сам только что узнал, что у них такие акции бывают (п.с. кстати не удивляйтесь что вас перекидывает на сайт с другим названием, так и должно быть)
Мне с моими работами постоянно помогают на FAST-REFERAT.RU - можете просто зайти узнать стоимость, никто вас ни к чему не обязывает, там впринципе всё могут сделать, вне зависимости от уровня сложности) у меня просто парень электронщик там какой то, тоже там бывает заказывает))
Спасибо, Оксаночка, за совет))) Заказал курсач, отчет по практике, 2 реферата и дипломную на REFERAT.GQ , все сдал на отлично, и нервы не пришлось тратить)
Я обычно любые готовые работы покупаю на сайте shop-referat.tk , и свои все там же на продажу выставляю, неплохой доп.заработок. А если там не нахожу то уже на referat.gq заказываю и мне быстро делают.
Да, но только в случае крайней необходимости.

Реферат: Синфазная решетка из рупорных антенн
Гений И Злодейство Эссе
Сочинение Описание Моя Спальня 6 Класс
Сочинение Про Учителя
Реферат по теме Разработка альтернативных моделей предметной области в виде многоуровневых контекстных диаграмм
Планета Марс Реферат
Курсовая работа по теме Командувач перших формувань Української Повстанської Армії 'Поліська Січ' Тарас Бульба-Боровець
Доклад: История развития ЭВМ
Статья: Совершенствование управления военным вузовским образованием в России
Дипломная работа по теме Разработка мотивации в системе менеджмента предприятия по материалам ОАО 'Ливгидромаш'
Реферат по теме Язвенная болезнь 12-перстной кишки, стадия обострения
Эссе Special Crystal Какой Вкус
Курсовая работа: Создание проекта для тестирования знаний студентов по языку программирования Delphi по теме "Назначение и основные свойства палитры компонентов "Standard"
Страница Введение В Реферате
Контрольная Работа На Тему Історія Документознавства
Реферат по теме Государственная организация и внешняя политика государства Сасанидов
Реферат: Правове забезпечення екологічної безпеки
Сочинение По Русскому Любовь
Темы Дипломных Работ По Делопроизводству
Примеры Сочинение Огэ По Русскому 2022
Курсовая работа по теме Информационные технологии в управлении АКБ 'Фора-Банк' (ЗАО)
Контрольная работа: Митна політика
Изложение: Рип ван Винкль. Ирвинг Вашингтон
Отчет по практике: Анализ деятельности предприятия "Гродненское производственное кожевенное объединение"