Волноводно-щелевая антенная решетка резонансного типа, страница 2

Предлагается волноводно-щелевая антенна, в которой излучающие щели прорезаны по широкой стенке волновода, имеющей размер (5—6)Х. При этом щели прорезаны вдоль направления распространения волны, причем в поперечном направлении они образуют один ряд без смещения, что позволяет получить более высокий коэф. усиления по сравнению с АР, в которых щели прорезаются со смещением в рядах. Для обеспечения синфазного возбуждения в каждой щели при изготовлении кусочек металла отгибается внутрь волновода, образуя зонд. Стороны щелей, в которых делается этот зонд, чередуются, что и дает возможность не смещать их друг относительно друга. В предлагаемой антенне щели расположены в.несколько рядов в коллонн. Дается метод изготовления волновода со щелями, имеющими зонды, снижающий стоимость ее изготовления. Приведены варианты расположения зондов. Ил. 2. Библ. 3. /Л. М. Гауфман/

1А 234. Экспресс – анализ и синтез антенных решеток. / Васильцов Е.А., Легуша Ф.Ф., Шевкопляс А.Ю. // Тр. 3 международная научно – техническая конференция «Актуальные проблемы электронного приборостроения», АПЭП – 96, Новосибирск, 1996. Т. 7. – Новосибирск 1996 – с. 94 – 96 – Рус.

Целью работы является исследования возможного представления полей АР, включает требование  адоптации антенн к окружающей обстановке. В работе используется аналоговое описание поля АР в виде аналитического сигнала, формирование электрического эквивалента с помощью компьютера. При этом используется известная программа типа Mathcad. Разработанный метод может быть использован для внедрения в действующий антенные комплексы. Ил.1. библ.2.

1А 230. Математическое моделирование конечных линейных волноводов антенной решетки (АР). / Магро В.И., Морозов В.М.// изв. Вузов . радиоэлектроника – 1997 – 40, №7 – 8 – с. 3а – 10а – Рус.

Разработан общий подход, позволяющий применять метод частичных пересекающихся областей электродинамического расчета конечных волноводных АР. Рассмотрена математическая модель конечной АР из плоскопараллельных волноводов с внутренней резонаторной областью связи излучателей. Приведены численные результаты расчета. Ил. 3. табл. 1. Библ. 15.

2.1. Анализ задания на курсовой проект.

Для расчета антенны выбирается волновод с диапазоном частот соответствующий рабочей частоте антенны. Для рабочей частоты 5ГГц подходит волновод марки МЭК–48(R48) со следующими параметрами сведенные в таблицу №2.

 

                                                                                                                Таблица №2

Диапазон частот, ГГц.	3,94–5,99
Ширина, мм.	47,55
Высота, мм.	22,149

Амплитудное распределение выбирается равномерное, щели–продольные, с переменно–фазной связью с полем волновода.

3. Расчет антенной системы.

Длина волны в вакууме:

длина волны в волноводе:

расстояние м/у центрами щелей:

количество щелей:

проводимость одной щели:

так как эквивалентная нормированная проводимость n-ой щели:

f(Zn)–функция распределения, для равномерного распределения равна единице.

Смещение щели относительно середины широкой стенки волновода рассчитывается по формуле:

Ширина щели исходя из условия обеспечения необходимой электрической прочности и требуемой полосы пропускания:

Амплитуда напряжения в пучности при равномерном амплитудном распределении по раскрыву антенны:

Внешняя проводимость излучения щели в волноводе:

R_∑=73 Ом – сопротивление излучения эквивалентного симметричного вибратора.

Мощность подводимая к антенне рассчитывается по формуле:

КНД антенны:

где

Коэффициент усиления антенны определится по формуле:

где η_а– КПД антенны, равно 100%.

Длина антенны будет равна:

Волновое сопротивление эквивалентного вибратора:

Геометрическая длина щели с учетом эффекта укорочения:

Множитель антенной решетки определяется по формуле:

где

ДН одной щели:

тогда ДН антенной решетки:

Графики ДН антенной решетки в различных плоскостях и координатных осях:

А) ДН в плоскости Н рис.1.:

 

рис.1.

 

Б) ДН АР в плоскости Е рис.2.:

рис.2.

По рис.1. определим уровень первого нормированного бокового лепестка, он равен 0.21684, отсюда УПБЛ_дБ=20*lg0.21684= –13.277дБ.

4. Вывод.

Рассчитанная в данном курсовом проекте ВЩАР резонансного типа удовлетворяет заданным параметрам. Рассчитанные данные приведены в таблице №3.

                                                                                                                Таблица №3

параметр	Значение
Количество щелей	14
Расстояние между центрами щелей d,м	0,03867
Длина щели 2l,м	0,034
Ширина щели d1,м	0,003867
Смещение щели относительно середины широкой стенки волновода  x0,м	0,004882
Длина антенны L,м	0,541
КНД D0	39,089
Коэффициент усиления G	39,089
Мощность подводимая к антенне P, Вт	21,772
Уровень боковых лепестков, дБ	–13,277
Ширина ДН по уровню 0,5, град	≈5,040

 

5.Литература.

1. А.З. Фрадин Антенно–фидерные устройства. М., «Связь»,1977.,440 с.

2. Д.И. Воскресенский Антенны и устройства СВЧ (Проектирование антенных решеток). М.,  Радио и связь, 1981, 432 с.

3. Д.М. Сазонов Антенны и устройства СВЧ. М.: Высшая школа, 1988.–432 с.

4. Ю.П. Саломатов Антенны и устройства СВЧ. Задание и методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности «Радиотехника»/ дневной формы обучения/ КрПИ.–Красноярск, 1986.–11 с.