Вибраторная антенная решетка - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Расчет вибраторных фазированных антенных решеток с расширенным углом сканирования. Общая характеристика излучателя антенной решетки. Основной способ питания излучателя. Расчеты диаграммы направленности излучателя. Расчеты амплитудного распределения.


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.
2.1 Общая характеристика излучателя
2.3 Диаграмма направленности излучателя
3.3 Диаграмма направленности решетки
3.4 Расчет амплитудного распределения
1.1 Общая характеристика излучателя
Вибраторные излучатели широко используются как элементы ФАР в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах волн. Широкое применение вибраторных ФАР 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 ДН отдельных излучателей благодаря включению управляемых нагрузок. Вибраторные излучатели как элементы ФАР при соответствующем выборе конструкции позволяют обеспечить работу в широкой полосе частот или многочастотный режим в совмещенных вибраторных ФАР. Последние обеспечивают электрическое сканирование лучом в достаточно широком секторе углов до ±45... 50 от нормали.
Вибраторные излучатели применяются также в качестве облучателей зеркальных антенн и как самостоятельные слабонаправленные антенны.
На рис 1 показаны наиболее широко используемые типы симметричных вибраторных излучателей. На рис..1,а изображен тонкий цилиндрический вибратор диаметром 2а«, где - длина волны, возбуждаемой от коаксиальной линии. Для защиты от внешних метеоусловий узел возбуждения такого вибратора может закрываться герметизирующим кожухом (рис 1 ж) Через коаксиальный разъем 6 вибратор связан с фидерным трактом. Для симметрирования возбуждения плеч вибратора 1 и 2 служит четвертьволновая щель 4. Для получения однонаправленного излучения используется экран 5. Тонкий вибратор имеет небольшую рабочую полосу частот (2f/f 0 4…6%) и обладает сравнительно малой электрической прочностью (в сантиметровом диапазоне допустимая мощность не превышает 10 кВт). Рабочая полоса частот может быть расширена (до 10...15%) подбором длины 2l и герметизирующего кожуха 3 (2l и 0,2).
В широкополосных вибраторах (рис.1,6) для соединения коаксиального питающего фидера с воздушной полосковой линией длиной /4 использован экспоненциальный переход. Эти вибраторы обладают также повышенной электрической прочностью. Изогнутый вибратор (рис. 1, б) имеет более широкую ДН в E-плоскости, что позволяет получить большой сектор сканирования ФАР. В качестве направленных вибраторных излучателей в ФАР с ограниченным сектором сканирования используются антенны типа волновой канал (рис. .1,г).
Вибраторные излучатели оказались очень удобны и при миниатюризации антенн за счет комплексирования в одной апертуре нескольких разночастотных антенн. В электрически коротких (Н-образных) вибраторах (рис. 1,6) для настройки их в резонанс используются поперечные плечи. Такие вибраторы имеют уменьшенную поверхность рассеяния, и их использование целесообразно при построении совмещенных в одной апертуре разночастотных вибраторных ФАР, так как взаимные искажения ДН получаются при этом минимальными.
Рис. 1. Симметричные вибраторы, используемые в качестве излучателей ФАР
Печатные вибраторные излучатели (рис..1,е) обладают высокой технологичностью, компактностью, конструктивной жесткостью и перспективны для ФАР, устанавливаемые на подвижных объектах.
Короткозамкнутые вибраторы, или диполи, широко применяются в последнее время при создании частотно- и поляризационно-селективных пространственных структур или фильтров. Они используются для обеспечения ЭМС близкорасположенных антенн, уменьшения уровня боковых лепестков, построения многофункциональных антенн и облегченных рефлекторов зеркальных антенн, уменьшения эффективной площади рассеяния антенн и т. д.
Вибраторные ФАР чаще строятся по параллельной схеме питания. В качестве фидерных используются коаксиальные (в метровом и дециметровом диапазонах) или полосковые (в дециметровом и сантиметровом диапазонах) линии.
Для симметрирования и согласования вибраторных излучателей ФАР с фидерными линиями применяются симметрирующие и согласующие устройства. Наиболее широко используемыми типами симметрирующих устройств являются четвертьволновая щель (рис. 2, а) (при жестком коаксиальном фидере) и U-колено (рис. 4,6) (в случае гибких коаксиальных и полосковых линий). Реже используется волноводная линия для возбуждения вибраторов ФАР при последовательной схеме питания. Применяются также вибраторные ФАР с оптическим питанием: отражательные, состоящие из облучателя и приемопередающих вибраторных элементов, нагруженных отражательными фазовращателями, и проходные.
Однако вибраторные ФАР с оптической схемой питания имеют ряд недостатков, связанных с ограниченностью реализуемых законов амплитудного распределения по излучателям и большими потерями из-за наличия неуправляемого излучения. Для получения круговой поляризации используются турникетные или взаимно ортогональные вибраторные излучатели с квадратурным питанием.
В качестве делителей мощности в вибраторных ФАР с параллельным питанием используются кольцевые (на два канала)
Рис.2. Схематическое изображение симметрирующих устройств Рис.3. Топология полосковых развязанных делителей мощности Рис.4. К расчету характеристик вибраторных ФАР
и лучевые (на четыре канала) резистивные делители мощности (рис.3), а также неразвязанные делители мощности на два, реже на большее число каналов [0.8]. Согласование плеч 1, 2, 4, 5 лучевого делителя обеспечивается плавным изменением размеров линии 3, а для поглощения отраженной волны используется углеродистая пленка 6 (рис.3,б) или резистор R (рис.3, а). В неразвязанных делителях имеется значительная взаимосвязь каналов, в результате чего отраженная от излучателей энергия, возникающая из-за их рассогласования с фидерным трактом в процессе сканирования лучом, проходит на вход соседних излучателей и изменяет первоначальный закон их возбуждения, что в конечном итоге искажает ДН. Кроме того, часть отраженной энергии проходит на общий вход ФАР, приводя к ее рассогласованию. Схема с резистивными делителями мощности в значительной степени свободна от этих недостатков. Сочетание кольцевых и лучевых делителей мощности позволяет разделить энергию от общего входа ФАР с заданным законом деления на число, излучателей N=2 п 3 т , где n и т--любые положительные целые числа. Кроме того, резистивные делители мощности сохраняют свои характеристики в значительной полосе частот (20... 50%).
1.3 Диаграмма направленности излучателя
Диаграмма направленности вибратора расположенного над идеальным бесконечным проводящим экраном в общем виде:
Для согласования вибратора с нагрузкой выбираем длину плеча: L=0.25*.
Выбираем высоту над экраном: h=0.25*.
Тогда диаграмма направленности вибратора расположенного над идеальным бесконечным проводящим экраном имеет вид:
Наибольшее распространение получили линейные и плоские ФАР. Большинство плоских ФАР состоит из идентичных излучателей, расположенных в узлах плоской координатной сетки с двойной периодичностью. На рис. 5 показаны прямоугольная и треугольная (или гексагональная) сетки.
При элементарном рассмотрении предполагается, что ДН излучателя, находящегося в решетке, не отличается от ДН изолированного излучателя. Возбуждение излучателей при остронаправленном излучении обеспечивает синфазное сложение полей в заданном направлении и зависит от положения излучателя в решетке:
Ф( гл , гл )=-k(x nq cos гл +y nq sin гл )sin гл (2.1)
x nq ,y nq -- координаты излучателей;
гл , гл -- углы сферической системы координат, определяющие направление главного максимума (луча) в пространстве (рис. 6).
Полагая решетку состоящей из одинаковых излучателей, можно представить ее характеристику направленности f(,) в виде произведения характеристики направленности изолированного излучателя F(,) на множитель решетки F (,):
В результате проведенной работы получили следующие результаты:
Длина волны: =с/f=3*10 8 /1.2*10 9 =0,25м
Размеры решетки: L x =2kN x =2*0.397*0.25*10=1.98м
Коэффициент усиления фазированной антенной решетки приближенно равен КНД равному
для использованного амплитудного распределения
=0.9, D 0 =4**1.98*2.41*0.9/0.25 2 =863
При ск=26: D=D 0 *cos ск =886*cos26=796
Ширина диаграммы направленности на уровне 0.5 по мощности:
Мощность, приходящаяся на каждый излучатель:
P 1 max =P /(N x N y ) =1500/(0.9*10*14)=12 Вт, P 1доп =10кВт значит P 1 max <

Вибраторная антенная решетка курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая работа по теме Конкуренция и монополизм
Курсовая работа по теме Степень активности взаимоотношений Соединенных Штатов и России в период администрации Вудро Вильсона
Государственный Пожарный Надзор Курсовая Работа
Курсовая работа: Развитие инновационной сферы Белоруссии
Реферат Гост 6.30-2003
Ионыч Пример Для Сочинения
Курсовая работа: Разработка стратегии маркетинга предприятия
Реферат: SCSI-Интерфейс
Контрольная работа по теме Предмет і завдання історії України
Реферат по теме Духовные аспекты заразности в патологии человека: анализ с позиций теоретической эпидемиологии и Священного Писания Восточной Кафолической Церкви
Эссе На Тему Я Будущий Предприниматель
Контрольная работа по теме Автомобили, автомобили, все вы вокруг заполонили
Реферат: Исторические закономерности становления и развития опыта российского парламентаризма
Телемедицина Сущность Понятия И История Возникновения Реферат
Дипломная По Математике
Реферат: Формирование культурно-гигиенических навыков у детей дошкольного возраста
Реферат: Hamilton And The Economy Essay Research Paper
Направления Сочинения Надежда И Отчаяние
Дипломные Работы Производство
Реферат: Металургійний комплекс України 2
Тип плоские черви - Биология и естествознание реферат
Кримінально-правова характеристика вбивства з обтяжуючими обставинами - Государство и право курсовая работа
Уголовно-правовая характеристика насильственных преступлений против половой свободы и половой неприкосновенности личности - Государство и право дипломная работа