Волноводно-рупорная антенна - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Расчет геометрических размеров раскрыва и параметров амплитудно-фазового распределения возбуждения поля на раскрыве волноводно-рупорной антенны. Нормированная амплитудная диаграмма направленности и максимальный коэффициент направленного действия.


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.
1. Расчет геометрических размеров раскрыва и параметров амплитудно-фазового распределения возбуждения поля на раскрыве антенны
2. Расчет нормированной амплитудной диаграммы направленности и максимального коэффициента направленного действия антенны
Большинство антенных устройств сантиметрового и миллиметрового поддиапазонов УКВ диапазона (рупорные, линзовые, зеркальные) излучают из раскрывав (апертур) плоской формы; для получения высокой направленности размеры раскрывав обычно значительно превышают длину волны.
Волноводно - рупорная антенна используется в антенной технике как самостоятельная антенна, так и в составе более сложных антенн. Сущность изобретения: волноводно - рупорный излучатель содержит отрезок короткозамкнутого металлической пластиной волновода, в E-плоскости которого, посередине, размещены два продольных металлических гребня с плавно изменяющимся зазором между ними, возбудитель и отверстие для фидера. Металлические гребни выполнены в виде металлизации одной из сторон диэлектрической пластины, установленной в E-плоскости излучателя, по другой стороне которой выполнен в виде металлизации изогнутый проводник, пересекающий в проекции зазор между металлическими гребнями на расстоянии л/4 металлической пластины, где в - максимальная рабочая длина от длины волны в волноводе, и образующий в этом месте возбудитель, не имеющий гальванического контакта с металлическими гребнями, причем отверстие для фидера расположено в металлической пластине, а фидер - в виде несимметричной полосковой линии, экраном которой является первый из металлических гребней, а полоском - часть изогнутого проводника, расположенная между отверстием для фидера и возбудителем, при этом остальная часть изогнутого проводника, между его концом и возбудителем, вместе с вторым металлическим гребнем образуют разомкнутый отрезок несимметричной полосковой линии длиной л/4, где л - максимальная рабочая длина волны в полосковой линии. Изобретение обеспечивает уменьшение массы, поперечных размеров и упрощение технологии изготовления излучателя.
Волноводно-рупорные антенны находят применение в сантиметровом дециметровом поддиапазонах УКВ как самостоятельные антенны, как облучатели линз и зеркал и как элементы фазированных антенных решеток (ФАР). Волноводно рупорные антенны обладают следующими достоинствами: простота конструкции, высоким КПД, широкополостностью.
Рис.1. Антенна в виде в Е- плоскостного секториального рупора в трехмерной системе координат
1. Расчет геометрических размеров раскрыва и параметров амплитудно-фазового распределения возбуждения поля на раскрыве антенны
АФР возбуждения на раскрыве Е - плоскостного секториального рупора в этой плоскости полностью совпадает с АФР возбуждения в плоскости ХOZ антенны в виде открытого конца прямоугольного волновода:
(где =0,1; р=2),, где - размер стенки раскрыва рупора в плоскости XOZ, равный размеру широкой стенки питающего прямоугольного волновода;
Рисунок 2 - Форма раскрыва и вид АФР возбуждения
Нормированное амплитудное распределение возбуждения в плоскости YOZ («Е») равномерное: А(у) = 1.
Фазовое распределение возбуждения - квадратичное
где - изменяющийся размер стенки рупора, - длина рупора)
Приближенно ширину ДН по уровню половинной мощности в плоскости «Н» (XOZ)исходя из АФР в плоскости «Н» можно определить по формуле:
где коэффициент, который зависит то АФР возбуждения в плоскости «Н» на раскрыве.
где - коэффициент, который зависит от АФР возбуждения в плоскости «Е» на раскрыве,
bp - размер излуч.раскрыва в плоскости «Е».
Зная частоту, определим длину волны
Тогда размер раскрыва в плоскости Н:
Аналогично размер раскрыва в плоскости «Е» равен:
Таким образом, размеры раскрыва в главных плоскостях определены.
Графики амплитудных и фазовых распределений возбуждения поля на раскрыве антенны в главных плоскостях, рассчитанные по выражениям (1)-(4) приведены на рисунках 4-7.
де bpopt - изменяющийся размер стенки рупора, RE - длина рупора.
Так как , то нет необходимости производить оптимизацию антенны.
Рисунок 4 - Амплитудное распределение возбуждения в плоскости Н
Рисунок 5 - Фазовое распределение возбуждения в плоскости Н
Рисунок 6 - Амплитудное и фазовое распределение возбуждения в плоскости Е
Данная антенна удовлетворяет заданным техническим нормам после оптимизации.
2. Расчет нормированной амплитудной диаграммы направленности и максимального коэффициента направленного действия антенны
Диаграмма направленности антенны определяется размерами раскрыва и распределением поля в нем. Обычно прибегают к приближенным методам нахождения ДН, считая, что поле на конце волновода представляет собой сумму падающей и отраженной волн основного типа колебаний. Высшие типы волн, которые неизбежно возникают при отражении от открытого конца волновода, и токи, появляющиеся на внешней поверхности волновода, при этом не учитываются. В некоторых случаях для упрощения решения пренебрегают и отраженной от открытого конца волновода волной. Для определения ДН обычно применяют метод Гюйгенса-Кирхгофа и принцип эквивалентности. Полученное таким путем приближенное решение достаточно хорошо соответствует ДН в переднем полупространстве при частоте возбуждения волновода значительно выше критической для данного типа волны. Применяемые на практике соотношения частот возбуждения волновода и его критической частоты, как правило, позволяют пользоваться результатами расчетов.
Расчет диаграммы направленности целесообразно произвести в двух плоскостях - XOZ и YOZ.
В соответствии с теоремой перемножения ДН можно записать:
где - амплитудная ДН элементарного источника излучения, из которых состоит антенна (диполь Герца, элементарный магнитный вибратор, источник Гюйгенса)
- амплитудный множитель системы, вид которого зависит от типа антенны и полностью определяется АФР тока в излучающей системе.
В случае плоского раскрыва элементарным источником излучения является источник Гюйгенса, ДН которого определяется выражением:
Для расчета ДН по формуле (10) воспользуемся готовыми формулами для вычисления множителя системы в главных плоскостях.
Множитель системы открытого конца прямоугольного волновода в главных плоскостях определится как для линейных антенн:
а) в плоскости Е - как для линейной антенны с равномерным распределением амплитуд и фаз;
б) в плоскости Н - как для линейной антенны с квадратичным распределением амплитуд и равномерным распределением фаз;
В этих формулах отсчет углов наблюдения ведется от нормали к раскрыву. Расчетный диапазон угловых координат выберем от -90°<и<+90°.
Расчеты по формулам (11) и (12) для плоскостей Н (XOZ) и Е (YOZ) сведем в таблицу 1.
Рисунок 8 - Нормированная ДН в плоскости XOZ в декартовых координатах
Рисунок 9 - Нормированная ДН в плоскости XOZ в полярных координатах
Рисунок 10 - Нормированная ДН в плоскости YOZ в декартовых координатах
Рисунок 11 - Нормированная ДН в плоскости YOZ в полярных координатах
С помощью рисунков 8 и 10 определим параметры ДН раскрыва:
- ширина главного лепестка в плоскости XOZ
- ширина главного лепестка в плоскости YOZ
- максимальный уровень бокового излучения
Выводы: рассчитанная антенна удовлетворяет заданным условиям.
КНД антенны с плоским раскрывом можно рассчитать по формуле:
где - коэффициент использования поверхности раскрыва (КИП), определяемый по рисунку 12
Конструктивный чертёж антенны и форма ДН в главных плоскостях приведены в приложении А и Б соответственно.
В данном курсовом проекте расчет антенны проводился на основе теоретических и экспериментальных данных.
Амплитудно-фазовое распределение возбуждения выбрано разделяющимся. На раскрыве такой антенны в плоскости Е имеется равномерное распределение амплитуды и фазы поля, в плоскости Н - комбинированное распределение амплитуды поля и квадратичное распределение фазы.
Раскрыв обладает довольно узкой ДН и высоким КНД.
При расчете не учитывалось отражение от края волновода, краевой эффект и другие явления, присущие реальным антеннам.
Данный Е - плоскостной секториальный рупор может применяться как самостоятельная антенна
Е - плоскостной секториальный рупор имеет вертикальную линейную поляризацию ЭМП.
1. Антенны и распространение радиоволн. Методические указания по выполнению курсовой работы. Составитель В.Н. Горбатенко. Минск,2009г.
2. Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование антенно-фидерных устройств. М; Энергия, 1966 г.
3. Хохлов Г.В. и др. Антенные системы РЭС. М.;Воен.издат.,1978 г.
4. Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. М.; Радио и связь,1984 г.
5. Фрадин А.З. Антенно-фидерные устройства. М.; Связь, 1977 г.
6. Горбатенко В.Н. Антенны и распространение радиоволн. Ч.1 -Мн.; изд. МГВАК, 2006 г.
7. Горбатенко В.Н. Антенны и устройства СВЧ. Ч.2 - Мн.; изд. МГВАК, 2009 г.
Выбор функции амплитудного распределения поля в раскрыве зеркала. Расчёт размеров раскрыва, ДН и размеров облучателя. Расчёт реального распределения поля и ДН зеркала. Выбор фидерного тракта. Коэффициент направленного действия зеркальной антенны. контрольная работа [1,6 M], добавлен 05.12.2013
Расчет и конструирование оптимальной волноводно-щелевой антенны с одиннадцатью продольными щелями на широкой стенке прямоугольного волновода. Выбор размеров волновода. Расчет оптимальной диаграммы направленности. Эквивалентная нормированная проводимость. курсовая работа [161,4 K], добавлен 07.01.2013
Выбор типа и проектный расчет волноводно-щелевой антенны и направленного ответвителя по схеме Бете. Проведение расчета размеров антенны и необходимого диапазона частот. Разработка схемы диаграммы направленности и расчет действия РЛС в различных условиях. курсовая работа [293,5 K], добавлен 06.01.2012
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
Расчет диаграммы направленности волноводно-щелевой антенны, геометрических размеров и характеристик параболического отражателя; диаграммы направленности зеркальной антенны; элементов фидерного тракта; относительной погрешности ширины конструкции. контрольная работа [486,4 K], добавлен 16.06.2013
Общая характеристика антенной решетки, состоящей из ряда волноводно-щелевых или волноводно-вибраторных антенн. Расчет антенной системы и сигнала на входе приемника. Измерение параметров антенны. Электромагнитная совместимость волноводно-щелевых решеток. курсовая работа [510,5 K], добавлен 16.10.2014
Ограниченность диапазонных свойств как недостаток в волноводно-щелевых антеннах. Расчет поперечного сечения волновода. Определение количества щелей в антенне. Расчет волноводно-щелевой решетки. Геометрические размеры антенны и ее излучающих элементов. курсовая работа [465,6 K], добавлен 18.04.2015
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



Волноводно-рупорная антенна курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат: Summary Of Hamlet Essay Research Paper Summary
Дипломная работа по теме Влияние климатических условий на пожарную опасность насаждений Тисульского лесхоза
Контрольная работа по теме Асортимент клеїв
Сочинение На Тему Всегда Ли
Гостеприимство Казахского Народа Сочинение
Аутогенная Тренировка Реферат По Профилактике
Религия Одна Но В Сотне Обличий Эссе
Тушение пожаров в резервуарных парках ЛВЖ, ГЖ. Развитие
Курсовая работа по теме Анализ эффективности управления персоналом на предприятии ОАО 'Соликамскбумпром'
Реферат по теме Кредитно-денежная политика в Узбекистане
Сочинение На Тему Хабаровский Край Красивые Места
Дипломная работа: Повышение эксплуатационной и технической надежности автомобилей на ООО "ИГАТП"
Сочинение По Литературе На Тему Творчество Пушкина
Реферат На Тему Физическая Способность Гибкость
Клише Мини Сочинение
Климатообразующие факторы
Реферат: Пещеры Урала
Курсовая работа по теме Словопроизводство в английском языке
Реферат по теме Аэрокосмические методы исследования миграций животных
Дипломная работа: Формирование навыков понимания другого человека в гуманитарном цикле начальной школы
Представительные органы местного самоуправления - Государство и право контрольная работа
Правовой статус личности согласно Конституции РФ - Государство и право курсовая работа
Договор мены - Государство и право курсовая работа