Содержание.
I. Задание……………...…………………………………………………………...2
II.Теоретическая часть ...………………………………………………………....3
2. 1. Рупорные антенны……………………………………………………………………...3
2. 3. Направленные свойства рупорной антенны ...………………………………………. 4
III. Расчетная часть……………………………………………………………….5
3. 1. Расчет рупорной антенны …………………..………………………………………. 5
3. 2. Расчет рупорно-линзовой антенны ………...……………………………………….. 8
3. 3. Расчет круговой поляризации антенны …...………………………………………. .11
IV. Список литературы ………………………………………………………….12
V. Приложение .………………………………………………………………….13
I. Задание.
им. А.Н.ТУПОЛЕВА
_____________________________________________________________________
Антенны и устройства СВЧ
Гагарину С.В.
Тема проекта: Рупорная антенна радиорелейной станции.
Исходные данные к проекту: Рабочая частота 10 ГГц. КНД антенны 30 дБ. Поляризация круговая.
Расчётно-теоретическая часть проекта: Обосновать выбор варианта выполнения антенны, с использованием ЭВМ произвести расчёт геометрии антенны и её основных характеристик.
Конструкторская часть проекта: Разработать конструкцию антенны, рассчитать её элементы, произвести выбор допусков, материалов, покрытий.
Рекомендованная литература:
1. Драбкин А.Л., Зузенко В.Л., Кислов А.Г. Антенно-фидерные устройства. - М.: Сов.радио,1974.
2. Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование антенно-фидерных устройств. - М.-Л.: Энергия, 1966.
3. Дорохов А.П. Расчёт и конструирование антенно-фидерных устройств. : Изд. ХГУ,1960.
4. Власов В.И., Берман Я.Н. Проектирование высокочастотных узлов радиолокационных станций. -Л.: Судпромгиз, 1961.
Срок сдачи студентом законченного проекта: 20.12.99
Руководитель: доц. Линдваль В.Р.
II.Теоретические часть.
2.1. Рупорные антенны.
Как известно из общей теории излучения, для получения острых диаграмм направленности необходимо создавать антенны с большими площадями раскрыва, причем в пределах раскрыва должна возбуждаться плоская волна.
Большую площадь раскрыва можно получить путем плавного расширения волновода в рупор. На рис.2.1.1.приведены основные разновидности рупорных антенн: а) секториальная, 6) пирамидальная остроконечная, б) клинообразная, г) коническая, д) биконическая двусторонняя, е) биконическая односторонняя. Рупор, расширяющийся только в одной плоскости, называется секториальным. Секториальный рупор, в котором возбуждается поле с электрическими силовыми линиями, параллельными широким сторонам, называется Е-плоскостным (рис.2.1.1.а1), а рупор, в котором силовые линии электрического поля перпендикулярны широким сторонам,—H-плоскостным (рис.2.1.1,a2). Секториальные и пирамидальные рупоры питаются от прямоугольных волноводов, конические от круглых.
|
|
Биконические рупоры состоят из двух усеченных конусов 1 и 2, имеющих общую ось АА' и общую вершину О и расположенных по одну сторону (рис.2.1.1.е) или по разные стороны от вершины (рис.2.1.1.д).
|
Рис. 2.1.1. Основные разновидности рупорных антенн. |
Образующие обоих конусов имеют одинаковую длину. Малые основания усеченных конусов закрыты металлическими дисками 3, между которыми помещается возбудитель 4 в виде перпендикулярного к дискам вибратора, питаемого коаксиальным кабелем 5.
При рассмотрении рупорных антенн будем пользоваться следующей терминологией: поверхностью раскрыва (сокращенна «раскрывом») будем называть поверхность р минимальной площади, проходящую через края рупора. На рис. 2.1.1, эти поверхности заштрихованы поперечными линиями.
Сечение рупора плоскостью, параллельной раскрыву, называется поперечным сечением, а сечение плоскостью, проходящей через ось симметрии и перпендикулярной стенкам рупора. — продольным (плоскость продольного сечения Q заштрихована на рис. 2.1.1,б и г). Продольные сечения рупоров имеют вид равнобедренных трапеций. Продолжив сходящиеся стороны трапеции до пересечения, получим равнобедренный треугольник, изображенный отдельно на рис. 2.1.2. По этому треугольнику определяются следующие геометрические параметры рупора: 1) длина рупора r0
( высота треугольника ОА). 2) длина его
стороны R, 3) вершина рупора О, 4) текущее
расстояние от вершины до какой-либо точки
раскрыва r, 5) ширина раскрыва L, 6) угол раствора
рупора Фо.
|
|
Рис.2.1.2. Продольное сечение рупора.
Благодаря тому, что рупор образуется как бы в результате плавного увеличения поперечного сечения волновода, в нем возбуждается тот же тип колебаний, что и в питающем волноводе. На рис. 2.2.1. показана конфигурация электромагнитного поля в пирамидальной рупорной антенне, питаемой от волновода, возбужденного волной H10. Как видно из рисунка, в рупоре возбуждаются колебания того же типа, что и в волноводе, однако фронт волны при переходе из волновода в рупор из плоского превращается в
|
|
сферический. В секториальных и биконических рупорах формируется волна с цилиндрическим фронтом, в клинообразных с искаженным сферическим, а в односторонних биконических — с коническим Рис.2.2.1Распределение э/м поля
фронтом. Линия встречи фронта волны с плоскостью в пирамидпльном рупоре и
продольного сечения рупopa имеет форму дуги питающем его волноводе.
окружности, центр которой находится в вершине
рупора О. Фронт волны в плоскости Е встречается со стенками рупора под углом 90е, так как тангенциальная составляющая электрического поля на проводящей поверхности равна нулю.
2. 3. Направленные свойства рупорной антенны.
Форма диаграммы направленности рупорной антенны в данной плоскости полностью определяется параметрами ее продольного сечения в этой же плоскости. В диаграмме имеется сигарообразный главный лепесток и небольшое количество слабых боковых лепестков (рис.2.3.1.) Рассмотрим зависимость формы главного лепестка от геометрических параметров антенны.
|
|
При малых углах Фон ширина главного лепестка большая, так как размеры раскрыва, рупора незначительны (рис.2.3.1, а,б). С увеличением угла Фон диаграмма направленности сужается, поскольку увеличивается размер L раскрыва рупора. Однако сужение диаграммы прекращается, когда угол достигает некоторой определенной для данной длины рупора величины. При дальнейшем увеличении угла Фон главный лепесток диаграмма направленности расширяется, - Происходит это потому, что с увеличением угла раскрыва рупора фронт волны в рупоре больше и больше искривляется. За пределами рупора электромагнитная энергия распространяется в направлении перпендикуляра
к фазовому фронту полученному в раскрыве рупора, и поэтому в случае большой сферичности фронта
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
