Коническая рупорная антенна круговой поляризации, страница 4

   

                   

Рис.  6

Расчёт  фазирующей  секции  в  виде   отрезков  круглых  волноводов   с  диэлектрическими    пластинами  производится  при  помощи  экспериментальных  графиков [5]:

λ/ λв                                              d/a                                                    

 a/ λРис.7

       

                                                

Определим  длину  волны  в   волноводе:

Определим    длину  пластинки:

        ,где   lв1  и   lв2  -  длины  волн  взаимно  перпендикулярных  составляющих  поля  в  волнлводе. 

Фазирующие   секции  с  диэлектрическими  пластинами   обладают   широкой  диапазонностью,   более  просты  в  настройке  и   регулировке.   Ввиду  этого  такие  секции   находят  широкое  применение   на   практике.

Электрический  расчёт  ДН   в   двух   плоскостях,   КНД,   коэффициента   запаса  мощности  в  полосе  частот.

1.   Расчёт   КНД:

Т.к.   рупор  является  оптимальным,   КНД   можно   определить  по  приближённой   формуле [4]:

График  зависимости  КНД  в  полосе  частот  приведён   в   приложении.

2.   Определим  коэффициент  запаса  мощности  в  полосе  частот:  

     [6]         

,где       а  -  внутренний  радиус  волновода;

l -   длина  волны:

lкр -  критическая  длина  волны. 

     

d – внутренний  диаметр  волновода.

Вывод:   с  увеличением  частоты  коэффициент    запаса  мощности  увеличивается.

3. Расчёт  ДН:

Плоскость  “E”

  ,где    J1 -  функция  Бесселя  1-го   порядка  [4]

Плоскость  “H”

              [4]

 

Из-за   сложности  расчёта   произведём   расчёт  с  помощью  программы  “Mathcad”.  По  полученным  данным  построены  графики,  которые  приведены  в  приложении.

Расчёт   зависимости  кросс-поляризационного  коэффициента.  Расчёт  КСВ  в  полосе  частот.

1.Произведём  расчёт  КСВ  в   полосе  частот [4]:

,где  r – радиус  раскрыва рупора.

Определим  волновое   число:

 

Определим  постоянную  распространения   в  круглом  волноводе:

Определим  модуль  коэффициента   отражения  от  раскрыва:

Определим  КСВ:

2.  Произведём  расчёт  коэффициента   кросс-поляризации.

Заключение.

В  данной    курсовой  работе  был  произведён  расчёт  конической  рупорной  антенны  круговой   поляризации.  В  результате   расчёта   были  получены  зависимости   диаграммы   направленности   в  двух  плоскостях   для  Fmin,  Fср   и   Fmax,  зависимость   коэффициента  кросс-поляризации   и  зависимость  КНД   в  полосе   частот.  Также  был   произведён  расчёт  фазирующей   секции  и   согласующего  устройства,  которое   одновременно  является  и  возбуждающим   устройством.

Рассчитанный  конический   рупор    является  оптимальным  и  может   использоваться  в  сантиметровом   диапазоне  как  самостоятельная   антенна,  так  и  в  качестве  облучателя  параболических   антенн.

Литература.

1.    Семенов  Н.А.  «Техническая   электродинамика».  М. «Связь»  1973 г.

2.   Ковалёв   И.С.  «Основы  теории  и   расчёта  устройств  СВЧ»  Минск,  «Наука  и  техника»,  1972  г.

3.    Юрцев   О.А.  «Элементы  общей   теории   антенн»  ч.1.   Методическое   пособие   по  курсу  «Антенны  и  устройства  СВЧ»  для   студентов  специальности  «Радиотехника»  Минск,  1997  г.

4.    Жук  М.С.,  Молочков   Ю.Б.  «Проектирование  антенно-фидерных   устройств»   М.,  «Энергия»,   1966  г.

5.     Драбкин   А.А.,  Зузенко  В.А.,   Кислов  А.Г.   «Антенно-фидерные   устройства»    М.,  «Сов.  радио»,  1974  г.

6.      Айзенберг   Г.З.,   Ямпольский   В.Г.,   Терёшин О.Н.  «Антенны УКВ»  ч1 М. «Связь»   1977  г.       

7.      Методическое  указание  к    курсовым   работам  по  курсам  «Конструкции  экранов  и  СВЧ  устройств»  и  «Антенны  и  устройства СВЧ»   для  специальностей  0705,0701.   Минск  1985 г.