Рупорно-линзовая антенна - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника реферат

Рупорные антенны - простейшие антенны СВЧ диапазона, их применение в качестве элементов более сложных антенн. Улучшение характеристик рупорной антенны с помощью линзы и принцип ее действия. Выбор питающего волновода. Расчет одиночного рупора с линзой.


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 РФ
Рязанский государственный радиотехнический университет
по дисциплине “Антенны и устройства СВЧ" на тему:
Как известно из общей теории излучения, для получения острых диаграмм направленности необходимо создавать антенны с большими площадями раскрыва, причем в пределах раскрыва должна возбуждаться плоская волна. Большую площадь раскрыва можно получить путем плавного расширения волновода в рупор. Так как обычно используются прямоугольные и круглые волноводы, то наибольшее применение нашли рупоры, образованные из этих волноводов путем плавного расширения его стенок. Если расширение прямоугольного волновода происходит только в одной плоскости, то получаемый таким способом рупор называется секториальным, а если расширение происходит в обеих плоскостях, то рупор называется пирамидальным. Если ребра пирамидального рупора сходятся в одну точку, то его называют остроконечным, а если попарно два ребра сходятся в токи, образуя тем самым прямую (отрезок), перпендикулярную стенкам волновода, то такой рупор принято называть клиновидным.
Рупорные антенны являются простейшими антеннами СВЧ диапазона. Они могут применяться как самостоятельно, так и в качестве элементов более сложных антенн. Рупорные антенны позволяют формировать диаграммы направленности шириной от 100.140 до 10.20 градусов. Возможность дальнейшего сужения диаграммы направленности ограничивается необходимостью резкого увеличения длины рупора. Для формирования узких диаграмм направленности могут быть использованы решетки из небольших рупоров. Также, для достижения той же цели и улучшения характеристик рупорной антенны (для выравнивания фазы в раскрыве рупора), в них могут быть вставлены линзы.
Назначение линзы состоит в том, чтобы трансформировать соответствующим образом фронт волны, создаваемый облучателем. Принципиально линзовые антенны можно использовать для формирования различных диаграмм направленности. Однако на практике линзовые антенны подобно оптическим линзам применяются, главным образом, для превращения расходящегося пучка лучей в параллельный, т.е. для превращения криволинейной, (сферической или цилиндрической) волновой поверхности в плоскую. Как известно, плоский фронт волны, при его достаточной площади обеспечивает острую направленность излучения. С помощью линзовых антенн можно получить диаграммы направленности с углом раствора всего лишь в несколько угловых минут. Облучателем может быть любой однонаправленный излучатель. Важно, чтобы почти вся энергия излучения облучателя попадала на линзу, а не рассеивалась в других направлениях и чтобы у поверхности линзы, обращенной к облучателю, фронт волны был близок к сферическому или цилиндрическому. Выполнение последнего условия позволит рассматривать облучатель либо как точечный, либо как линейный источник электромагнитных волн. Облучатель обычно располагается так, чтобы его фазовый центр совпадал с фокусом сферической линзы (обычно обозначается точкой F). Поверхность линзы, обращенная к облучателю, называется освещен ной стороной. Противоположная ("теневая") сторона линзы образует ее раскрыв. Прямая FA, проходящая через фокус и центр раскрыва, называется осью линзы. Ось линзы нормальна к поверхности линзы в точках ее пересечения. Точка О пересечения оси линзы с освещенной стороной называется вершиной линзы.
Линия ВОС пересечения освещенной стороны линзы продольной осевой плоскостью называется профилем линзы. Профиль может быть вогнутым.
Принцип действия линзы основан на том, что линза представляет собой среду, в которой фазовая скорость распространения электромагнитных волн либо больше скорости света (V ф >C), либо меньше ее (V ф C) и замедляющие (V ф <с).
В ускоряющих линзах выравнивание фазового фронта волны (пунктирные линии на рисунке) происходит за счет того, что участки волновой поверхности часть своего пути проходят в линзе с повышенной фазовой скоростью. Эти участки пути различны для разных лучей. Чем сильнее луч отклонен от оси линзы, тем больший участок пути он проходит с повышенной фазовой скоростью внутри линзы. Таким образом, профиль ускоряющей линзы должен быть вогнутым. Профиль линзы должен быть выбран таким, чтобы все преломленные лучи были параллельны. Это равно сильно условию, чтобы оптическая длина пути от источника (облучателя), расположенного в фокусе линзы, до любой точки раскрыва была одинакова.
В, этом случае в раскрыве линзы будет плоская волна.
В ускоряющих линзах фазовая скорость V ф распространяющейся электромагнитной волны должна быть больше скорости света с, или, другими словами, коэффициент преломления n<1. Среду с такими параметрами легко создать. С такой средой мы уже встречались, рассматривая прямоугольный волновод. Действительно, в волноводе V ф > с. Следовательно, если на пути электромагнитной волны поставить параллельно вектору Е ряд металлических пластин, отстоящих друг от друга на расстоянии а, большем, чем , то фазовая скорость распространяющейся между пластинами волны так же, как для волновода, определится выражением:
где а - расстояние между пластинами.
Рис.3. Линза из параллельных металлических пластин.
В общем случае, когда требуется фокусировать как в плоскости Е, так и в плоскости Н, т.е. трансформировать сферическую волну в плоскую, профиль линзы должен иметь форму части поверхности эллипсоида вращения, образованного вращением эллипса вокруг оси FA.
Толщина металлических линз может достигать весьма больших значений. Для того чтобы сделать толщину линзы минимальной, применяется метод ступеней (зонирование), при котором толщина линзы понижается ступеньками. На рис. XIV.8 показан профиль зонированной линзы. Глубина ступеней выбирается такой, чтобы скачок фазы за счет сокращения пути луча в линзе от каждой ступеньки получался равным , что эквивалентно разнице в длине оптического пути соседних лучей в одну длину волны. В этом случае синфазность поля в раскрыве линзы не нарушится.
Рис.4. Зонированная (ступенчатая) линза
Металлические линзы принципиально являются узкополосными антеннами. Это вызвано тем, что коэффициент преломления линзы сильно зависит от рабочей волны:
При отклонении длины волны от расчетной коэффициент преломления изменяется, вследствие чего происходит расфазировка поля в раскрыве линзы, т.е. в раскрыве появляются фазовые искажения, что очень нежелательно, т.к. мы и используем линзу для того, чтобы избавиться от фазовых искажений.
Для выбора питающего волновода рассчитаем резонансную частоту колебаний в нем:
Где С - скорость света, а - длина волны излучения.
Для этой частоты подходит волновод R40,работающий в диапазоне от 3,22 до 4,9 ГГц.
Ниже приведем его основные параметры:
Конструкция антенны из 10-ти рупорно-линзовых антенн
3 - жесткий короб с направленным ответвителем внутри
5 - кабель, управляющий фазовращателем
6 - питающий от генератора волновод
9 - защитная радиопрозрачная стенка
Конструкция антенны довольно проста. Все рупоро-линзовые излучатели объединяются между собой посредством клепочного соединения. Решетка соединенных воедино излучателей охватывается по краю раскрыва металлической рамой (14), обеспечивая надежное скрепление всех рупоров и придавая необходимую жесткость. Для обеспечения экранировки, а также для изоляции фидерного устройства от внешних неблагоприятных воздействий, направленные ответвители и фазовращатели помещаются в специальные короба (3 и 4). Короб 3 также выполняет функцию крепления антенны к мачте посредством цилиндрических балок (11) и держащей пластины (13). К держащей пластине приваривается крепежная мачта (10) с ребрами жесткости (12).
Для осуществления управления фазовращателями, из короба с фазовращателем внутри (4), выходит кабель. Каждый такой кабель протянут к защитному коробу (15), расположенному на держащей пластине. Далее пучок кабелей проходит по полой мачте к основанию.
Для защиты линзы и внутренней части рупора в конструкции предусмотрена защитная стенка (9). Чтобы не влиять на работу решетки она должна быть изготовлена из радиопрозрачного материала, имеющего плотную структуру. Стенка крепится к решетке жестким ободом (8)
Вся установка может быть размещена на необходимой высоте с помощью башни или мачты или какой-либо другой конструкции в зависимости от условий эксплуатации. При этом конструкция крепления устройства антенны при необходимости может быть изменена.
Расчет линзовой антенны, ее исследование, проектирование полосового фильтра. Назначение и принцип действия линзовых антенн. Расчет облучателя, диаграммы направленности и коэффициента усиления, питающего волновода, дальности связи, ППФ и его АЧХ. курсовая работа [563,8 K], добавлен 11.01.2008
Определение элементов конструкции антенны. Выбор геометрических размеров рупорной антенны. Определение типа возбуждающего устройства, расчет его размеров. Размеры раскрыва пирамидального рупора. Расчет диаграммы направленности и фидерного тракта антенны. курсовая работа [811,9 K], добавлен 30.07.2016
Проект передающей рупорно-линзовой антенны с заданной длиной волны и шириной диаграммы направленности в плоскостях. Определение основных электрических и геометрических параметров антенны и ее элементов. Конструктивный расчет и разработка устройства АФУ. курсовая работа [5,9 M], добавлен 28.11.2010
Принцип действия рупорных антенн, расчет диаграммы направленности рупорной антенны на заданной частоте. Освоение методики измерения диаграммы направленности, поляризационной диаграммы рупорной антенны и коэффициента стоячей волны в фидерной линии. контрольная работа [330,4 K], добавлен 04.03.2011
Расчет основных параметров и характеристик антенны. Выбор питающего волновода. Определение фазовых ошибок. Расчет коэффициента направленного действия и коэффициента усиления. Диаграммы направленности рупора. Замечания к конструкции. курсовая работа [43,5 K], добавлен 21.03.2011
Расчет металлопластинчатой антенны: определение размеров раскрыва излучателя, профиля линзы, нахождение параметров пирамидального рупора, выбранного в качестве облучателя. Расчет диаграммы направленности линзы. Вычисление относительной полосы пропускания. курсовая работа [485,7 K], добавлен 17.10.2011
Антенные устройства, краткие теоретические сведения. Конструкция диэлектрической линзовой антенны. Расчёт диаграммы направленности антенны, параметров линзы и облучателя. Законы распределения поля вдоль поверхности линзы. Геометрические параметры линзы. курсовая работа [1,8 M], добавлен 27.10.2010
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



Рупорно-линзовая антенна реферат. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат по теме Структура бюджета промышленного предприятия
Реферат: работа по токсикологической химии тема: «Химико-токсикологический анализ алкогольного опьянения»
Реферат: Организация учета розничного товарооборота на предприятиях торговли
Курсовая работа по теме Логистические основы осуществления международных транспортных перевозок
Математик Защитивший Докторскую Диссертацию
Курсовая работа по теме Пути улучшения плодородия почвы
Выдержки Из Сочинений Школьников Смешные Новые
Реферат по теме Thanksgiving Day
Реферат: Влияние благоприятных условий труда на работу персонала предприятий туризма
Дипломная работа: Электроснабжение 8-го микрорайона города Оренбурга
Реферат: Неврозы
Реферат: What Is Sociology Essay Research Paper A
Семейное Счастье Сочинение
Реферат: Anatomy Of A Psychopath Essay Research Paper
Курсовая работа по теме Інтерполяція, екстраполяція та прогнозування в рядах динаміки правової статистики
Реферат: Основные дереворазрушающие грибы
Реферат На Тему Террористические Организации Мира
Реферат: Методы проведения полимеризации
Полустационарное Социальное Обслуживание Курсовая
Человек Становится Человеком Эссе По Обществознанию
Управление охраной труда на примере организации "Агросервис" - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат
Учетная политика организации ООО "Антарктида" - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Пресмыкающиеся Новосибирской области - Биология и естествознание презентация