Конструирование вибраторной антенной решетки (стр. 2 из 2)
2. Антенная решетка системы излучателей
Расчет диаграммы направленности
Полагая решетку состоящей из одинаковых излучателей, можно представить ее характеристику направленности F (q,j) в виде произведения характеристики направленности изолированного излучателя F (q,j) на множитель решетки F (q,j): F (q,j) =F (q,j) *F (q,j),
где Фn =k (xnqcosjгл+ynqsinjгл) sinqгл - пространственный фазовый сдвиг для направления наблюдения (q,j).
где α - угол сканирования луча; ∆φ1 - угол поворота первого кольца; ∆φ2 - угол поворота второго кольца; ∆φ3 - угол поворота третьего кольца; I1, I2, I3 - амплитуды токов.
Графики ДН в Е и Н плоскостях при равно-амплитудном распределении токов приведены на рисунке 2
ДН решетки со спадающим к краям распределением тока.
Уровень боковых лепестков задан - 18дБ.
Для уменьшения уровня боковых лепестков нужно ввести спадающее к краям решетки распределение токов излучателей: I1= 1; I2=1; I3=0,6
Геометрия антенной решетки
При размещении излучателей на кольцах решетки возможно синфазное сложение полей отдельных излучателей не только в направлении главного максимума ДН, но и в других направлениях, которым соответствует пространственный фазовый сдвиг, компенсирующий сдвиг фазы между излучателями за счет возбуждения. В этом случае помимо главного максимума существует еще и дифракционные максимумы высших порядков, пространственная ориентация которых зависит от расстояния между излучателями. При уменьшении этого расстояния число дифракционных максимумов, находящихся в области действительных углов, уменьшается.
Для нормальной работы решетки необходимо, чтобы в области действительных углов находился лишь один главный максимум, а дифракционные отсутствовали. Таким образом радиусы колец решетки удовлетворяющие заданному уровню УБЛ при обеспечении необходимого угла сканирования равны соответственно:
R1 = 0.6*l, R2 = 1.2*l, R3 = 1.9* l.
Расчет параметров решетки при заданном максимальном секторе сканирования
Коэффициент усиления фазированной антенной решетки приближенно равен произведению КНД на КПД:
При qск.е=30°: G = ή*D0*cosqск= 179*cos30*0.95=147, где D0=4pSn/l2, ή = 0,95, При qск.h=25°: G = ή*D0*cosqск = 179*cos25*0.95=154
Ширина диаграммы направленности на уровне 0.5 по мощности:
При qск=25°: Dqh0.5=18°, Dqe0.5= 15 °
Заключение
В данной курсовой работе была сконструирована вибраторная антенная решетка с концентрической схемой расположения излучателей обеспечивающая максимальный угол сканирования qск = 25 и удовлетворяющая техническому заданию. Все расчеты проводились в специальной программе "Mathcad".
Список литературы
1. Воскресенский Д.И. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток. - М.: Радио и связь, 1994 г.
2. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. - М.: Высшая школа, 1988.
3. Проблемы теории и техники антенн / Под редакцией Бахраха, Д.И. Воскресенского. - М.: Радио и связь, 1989 г.
4. Амитей Н., Галиндо В., Ву Ч. Теория и анализ ФАР / Пер с англ. -М.: Мир, 1974 г.