Курсовые по Устройствам СВЧ и антеннам 2 (Старый)

Посмотреть архив целиком

Московский авиационный институт

(технический университет)













Расчетно-пояснительная записка

по курсовому проекту

«Расчет и проектирование ФАР из волноводных излучателей».














Руководитель проекта: Пономарев Л. И.

Выполнил: Седов А.П

группа 04-316





Москва 2006 г.



Содержание


  1. Введение…………………………………………………………………..……………...3

  2. Электрическая схема ФАР……………………................................................................5

  3. Расчёт излучающей части ФАР…………………...……………………………….........6

Определение геометрических размеров решётки………….……………………….......6

Определение шага установки излучателей……………………………………………..6

Определение числа излучателей………………………………………………………...6

  1. Выбор размеров волновода…………………………………………………..………….7

  2. Амплитудное распределение………………………………............................................8

  3. Диаграммы направленности АР…….…………………………………………………..9

В горизонтальной плоскости Х ……………………..……….………………………..10

В вертикальной плоскости Y ………………….………………...…………………….11

В горизонтальной плоскости Х (при максимальном угле сканирования)……...…..11

7. Расчёт характеристик ФАР…………………………………...........................................12

Расчёт КНД……………………………………………………………………………….12

Расчёт КПД……………………………………………………………………………….12

Расчёт КУ…………………………………………………………………………………13

8. Расчёт устройств ФАР…………………………………………………………………...13

Схема деления мощности……………………………......................................................15

Распределение мощности….…………………………………………………………….16

Расчет характеристик ВЩДМ…………………………………………………………..17

Расчёт отражательного фазовращателя………………………………...........................18

9. Соединение волноводов…………………………………………………………………19

10. Нагрузка СВЧ……………………………………………………………………………20

11. Список литературы……………………………………………………………………...21























1. Введение


Антенны современных радиотехнических систем. Антенно-фидерное устройство, обеспечивающее излучение и приём радиоволн, - неотъемлемая часть любой радиотехнической системы. Требования к техническим характеристикам антенн вытекают из назначения радиосистемы, условий размещения, режима работы, допустимых затрат и т.д. Реализуемость необходимых направленных свойств, помехозащищённости, частотных, энергетических и других характеристик антенн во многом зависит от рабочего диапазона волн.

Антенны СВЧ широко применяют в различных областях радиоэлектроники – связи, телевидении, радиолокации, радиоуправлении, а также в системах инструментальной посадки ЛА, радиоэлектронного противодействия, радиотелеметрии и др.

Широкое распространение получили остронаправленные сканирующие антенны. Сканирование позволяет осуществлять обзор пространства, сопровождение движущихся объектов и определение их угловых координат. Замена слабонаправленных или ненаправленных антенн остронаправленными сканирующими позволяет не только получать энергетический выигрыш в радиотехнической системе за счёт увеличения коэффициента усиления антенн, но и в ряде случаев ослаблять взаимные влияния одновременно работающих различных систем, т.е. обеспечивать их ЭМС. При этом могут быть улучшены помехозащищённость, скрытность действия и другие характеристики системы. При механическом сканировании, выполняемом поворотом всей антенны, максимальная скорость движения луча в пространстве ограничена и при современных скоростях ЛА оказывается недостаточной. Поэтому возникла необходимость в разработке новых типов антенн.

Применение ФАР для построения сканирующих остронаправленных антенн позволяет реализовать высокую скорость обзора пространства и способствует увеличению объема информации о распределении источников излучения или отражения электромагнитных волн в окружающем пространстве. Современные устройства СВЧ с электронными приборами и электрически управляемыми средами позволяют не только создавать управляемое фазовое распределение в антенной решётке (т.е. осуществить электрическое сканирование), но и первоначально обработать поступающую информацию непосредственно в СВЧ – тракте антенны.

Дальнейшее улучшение характеристик радиотехнических систем с ФАР, таких как разрешающая способность, быстродействие, пропускная способность, дальность обнаружения, помехозащищённость, можно обеспечить, совершенствуя методы обработки сигналов, излучаемых и принимаемых антенной. При этом антенна служит первичным звеном обработки и в значительной мере определяет основные характеристики всей системы. В зависимости от назначения системы и требований к её характеристикам применяют антенны с различными методами обработки. Одним из вариантов является адаптивная антенная решётка, которую в системе обработки радиосигнала можно рассматривать как динамический самонастраивающийся пространственно-временной фильтр с автоматически меняющимися характеристиками направленности, частотными свойствами и другими параметрами. Известны также иные антенны с обработкой сигнала: самонастраивающаяся, с синтезированным раскрывом, с временной модуляцией параметров, с цифровой обработкой, с аналоговой пространственно-временной обработкой методом когерентной оптики и т.д.

Характеристики антенны предопределяют ряд основных параметров всей радиосистемы. Так, в радиолокационных станциях разрешающая способность и точность определения угловых координат, скорость перемещения луча в пространстве, помехозащищённость и т.п. зависят от антенных характеристик.

В последние годы стали широко использовать микроэлектронные устройства СВЧ, полосковые и микрополосковые линии передачи, в том числе выполненные на них фазовращатели, коммутаторы, усилители и т.п. Потенциальные возможности микроэлектроники в уменьшении массы и объёма радиоаппаратуры могут быть реализованы при соответствующем построении антенн, отказе от традиционных их типов и переходе к печатным антенным решёткам.

Многообразие существующих антенн принято классифицировать по рабочим диапазонам волн, электрическим характеристикам, конструкторско-технологическому исполнению, областям применения и т.д. Критерием классификации может служить обработка информации (сигнала), происходящая в антенне и СВЧ-тракте. Такая обработка может осуществляться на частотах принимаемого (излучаемого) сигнала, на более высоких или более низких частотах, быть линейной или нелинейной, аналоговой или цифровой, адаптивной и т.д. Так как поле, падающее на отдельный элемент решётки, характеризуется поляризацией, амплитудой и фазой, то и обработка сигналов должна быть поляризационной по амплитуде и фазе.

Типы антенных решёток и их классификация. Антенные решётки принято классифицировать в зависимости от расположения излучателей в пространстве, размещения их в решётке, шага решёти, способа возбуждения и сканирования, типа применяемого излучателя и т.д. В зависимости от геометрии расположения излучателей в пространстве АР подразделяются на одномерные (линейные, кольцевые, дуговые), двухмерные (поверхностные) и трёхмерные. К одномерным относятся линейные, кольцевые и дуговые решётки; к двухмерным – плоские и выпуклые решётки, наиболее распространёнными из которых являются осесимметричные решётки цилиндрические, конические и сферические. К выпуклым можно отнести и многогранные АР, представляющие пространственную систему плоских решёток, располагаемых на гранях выпуклых многогранников.

Размещение излучателей в решётке можно описать математически с помощью системы, в узлах координатной сетки которой располагаются излучатели. Так как размещение излучателей в плоских и выпуклых решётках может быть эквидистантным, неэквидистантным, разреженным по определённому закону, случайным, то для описания его используют различные ортогональные и неортогональные координатные системы. На практике размещение излучателей в решётке жёстко ограничивается возникновением побочных максимумов (дифракционных максимумов высшего порядка), допустимым УБЛ и падением коэффициента усиления антенны, конструкцией отдельных элементов и всего полотна, устройствами возбуждения и управления луча. Наиболее распространены эквидистантные решётки, у которых все излучатели размещаются с постоянным шагом по каждой координате плоского раскрыва или в отдельных её частях – модулях решётки.

АР классифицируют по способу возбуждения. Различают так называемый пространственный способ возбуждения, при котором антенная решётка, как и зеркальная антенна, возбуждается облучателем. В этом случае возможны два варианта ФАР проходной и отражательный. Второй способ возбуждения – фидерный, при котором решётку возбуждают системой линии передач СВЧ. При этом возможны следующие схемы питания излучателей ФАР: последовательная, параллельная и двоично-этажная (ёлочка).

АР принято также классифицировать по типу используемых излучателей. В качестве элемента АР применяют слабонаправленные, направленные и остронаправленные антенны с различными частотными свойствами, поляризацией поля, потерями и максимально допустимой мощностью излучения. Ширина ДН излучателя в решётке должна быть не менее сектора сканирования луча.


Случайные файлы

Файл
4715.rtf
14462.rtf
2726.rtf
Вар1-1.doc
I~1.DOC




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.