Если требуется менять фазу колебания, то нужно применять регулируемые ФВ. Изменение вазового сдвига в зависимости от приложенного к полупроводнику напряжения обеспечивается изменением в основном активного сопротивления. Причем у кремниевых диодов скачками и в больших пределах, а у варикапов и сегнетоэлектриков достаточно плавно и в относительно небольших пределах. Последнее обусловливает применение варикапов и сегнетоэлектриков в плавных ФВ, основными недостатками, которых являются малая точность установки фазы и значительная инерционность.
На практике наибольшее применение нашли дискретные ФВ (ДФВ), которые обеспечивают ступенчатое изменение фазы проходящей или отраженной волны за чет изменения электрической длины вращателя без изменения ее амплитуды. Как правило, в ДФВ используются полупроводниковые переключательные pin-диоды с двумя областями характеристик: «открыто» и «закрыто». Преимущество ДФВ является возможность управления ими с помощью ЭВМ. Поэтому число фазовых состояний выбирается равным М=2р, где р=1,2,3,… – разряды ФВ.
Использование ДФВ в антенне с фиксированным пучком лучей так же представляется целесообразным из-за возможного серийного производства данного узла. А получение нужного фазового сдвига можно получить, например в отражательном ФВ, путем подачи на диод обеспечивающий нужный фазовый сдвиг положительного потенциала, а все остальные заземлить. Это выгодно с той точки зрения, что даже в разрабатываемой ФАР требуется только в одной подрешетке Батлера восемь различных фазосдвигателей.
Исходя и требуемого количества различных фазовых сдвигов (восемь) следует выбрать М=8. тогда дискрет, минимально возможное изменение фазы между двумя состояниями:
Рассматривая полученный дискрет можно сделать вывод,
о необходимости использования отражательного ФВ (ОФВ) так как походные ФВ
используются при Δφ=π, а ОФВ при Δφ
π/2.
Поэтому будем использовать ОФВ. Эквивалентная схема ОФВ изображена на рисунке 3.13Для получения нужного фазового сдвига диоды располагаются на определенном расстоянии друг от друга и от входа. Расстояние от входа до диода рассчитывается исходя и требуемого сдвига:
,
(3.10)
где Δi – требуемый фазовый сдвиг;
λв – длиа волны в волноводе.
Рассчитаем расстояния от входа до диодов:
Расстояние между соседними диафрагмами:
Средние потери в ОФВ обусловлены качеством диодов и могут быть оценены по формуле:
,
,где М - число фазовых состояний;
К - параметр качества (К=300÷1000).
Конструктивное выполнение ОФВ изображено на рисунке 3.14.
Но в разрабатываемой конструкции ФАР, ОФВ не может использование самостоятельно, а только в совокупности с 3-дБ и Т-мостами, циркуляторами, кольцевыми мостами и другими устройствами СВЧ. В данном случае получается мостового ПФВ.
В остовом ПФВ целесообразно использовать ранее рассчитанный 3-дБ НО (рисунок 3.15) два идентичных ОФВ. При последовательном переключении диодов синхронно в двух ОФВ обеспечивается число состояний фазы М одного из них.
Потери в ПФВ данного типа рассчитываются по формуле:
Его конструкция представлена на рисунке 3.16.
3.5 Расчет одиночного излучателя
Излучатель выбранный для применения в разрабатываемо ФАР изображен на рисунке 2.13. Расчету подлежат диаметр излучающего диска 1, толщина диэлектрической подложки 3 и длина симметрирующей петли 4. Симметрирующая петля применяется для для запитывания двух параллельных штырей с помощью которых подается энергия на излучающий диск. С помощью такой схемы питания добиваются определенной поляризации плоскость, которой параллельна двум штырям. Штыри с помощью петли возбуждаются противофазно, что обеспечивает максимальное излучение в направлении нормали к плоскости экрана.
Длина симметрирующей петли из условия противофазного возбуждения рассчитывается о формуле:
,где λ - длина волны излучаемого поля.
Радиус излучающего диска:
Высота расположения излучающего диска над металлическим экраном:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.