P3 (Исследование параметров СВЧ-устройств), страница 7

23.8). Велич~на максимальной начальной фазы для крайних излучателей определяется числом эл.ментов антенной решетки и разрядностью нспользуомых фазоврашателей: Х ЛГ 'г' — — (23. И ) Теоретический уровень суммарного бокового излучения, обусловленного коммутационными фазовыми ошибками, при наличии оптимального начального фазового распределения рассчитывают по формуле г УБЛ (23.1 5) м ')/Р Рис 23.8 При косннусоидальном амплитудном распределепии В этом случае оптимальное начальное фазовое распределение представляет собой сумму квадратичного члена (линия 2 на рис. 23.8) я косинусоидальногс члена ',линия 3), причем (суммарное распределени показанной линней (4) Уровень коммутапвонных боковых лепестков ~ЫЛ = Х/М~УК (23 18) Оптимальные законы изменения начальной фазы позволяют наилучшим образом подавить коммутапичп1ые боковые лепестки ЧН Однако их техническая реализапия связана с вк1почением в канал каждого излучателя фиксированного фазовращателя илн отрезка линии передачи.

осушествлякхцих слвиг фаз электромагнитных сигналов на определенный угол Поэтому на пракчике часто применяется случайный равно.ероятный закон распределения начальных фаз, который обусловлен технологическим разбросом изготовления пиаграммо формируюшей системы АР. Если среднеквадратнческое отклонение начальных фоз составэяет б" 'Х у( Д'8 ) то уровень бокового излучения средней ПН можно оценить с помошью приближенной формулы у2 (2Э 19) УБЛ где у — к эффьшиент использования поверхности излучакшей системы АР. 0ля решеток с большим числом излучателей возможно сушественное подавленвь боковых лепестков ДН обусловпениых дискретным изменением Фазы. В некоторых спучаях эчо позволяет использовать фазоврашатели с малым числом разрядов. а следовательно, более простые, дешевые н имэкэпие меньшие ,~стерн.

Следует однако иметь в виду, что наличи ° начального фазового распредэлеььип не устраняст снижения КНЙ коммутационных АР (см.формулу (23 1 1) ). ПОРЯПОК БЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ Лабораторная работа состоит нэ двух частей" 1. Предварительные вычисления на о< нове расчетного за- дания для каждого варианта параметров ФАР я подготовка ис- ходных данных для моделирования антенных решеток на ЭВМ. Расчет вььполняется в;роцессе подготовки к лаборагорной ра-' боте, 2 Псслегованяе шАР на ЭВМ с помоги.ю математи еских моделей.

Порядок выполнения работы определяется в соответ- ствии с вариантоь. задания, Расчетное задание Варианты М№ 1, 2, 3. Вариант № Параметры ФАР Форма раскры- ва АР прямоугопь- ная прямоуголь- ная Длпиа волны Л, см 5,1 Вид амппитуд- ного распре- депения равноамппи- дное равноамппи- тудное косинусоидальное ( )У=1, 4=0,5) Ма ксямальна я ширина ЙН, 2 со,у ° в горизонтальной плоскости в вертикальной ппоско- сти 10 7 15 30 35 Сектор сканир вания: в горизонта пьной плоскости; в вертиельной плоско- сти + 30 +20 +15 + 30 1 Определять линейные размеры Ет/Л и ьу/Я прямоуг.аульного полотна АР для вариантов И 1 и № 2 и радиус й/Д круглого полотна ЛР дпя варианта № 3, используя данные табл 23.1 и формулу 23.8. 2. Выбрать структуру распопо кения жкпучатепей ( ортогоналы~уто или треугольнув) к определить нормированное к длине волны рас,.ояиие между излучателями (ЫХ/Я, ~ф/Л ) ио формулам (23.5).

(23 6). )1ля варианта № 1, № 2 рассчитать число стопбпов п строк излучателей в структуре ФАР ( М~ и Уу ) 4 Найти минимальный фазовый сдвиг дискретного фазоврашатедя, считая допустимым снижение КНЕ', АР не более чем на 0,5 дБ (см.табп 23 2), и определить число разрядов фазотрашателя. 5 Рассчитать уровень наибопьших коммутапнонных боковых лепестков по формуле (23.12) 6.

Определить параметры начального фазового распрелеаения ( Й~жаш- дня квадратичного, б~р — для случайного распредечения) и рассчитать уровень коммугапионных боковых лопестков по формулам (23.15) и (23.19) Варианты №№ 4, 5, 6. 1 Определить вид амплитудного распределения, пользуясь 'данными табл, 23 1 и заданным уровнем боковых лепестков )1Н, 2. Рассчитать максималы~ую ширину ДН антенной решетки в секторе сканирования по формуле (23.8).

((пя ФАР с дольфчебышеоским амплитудным распредепением прн опродепеняи ширины ЛН можно воспользоваткся графиками на ряс. 23.7. 3. Определить расстояпие в донях алины ьопны между язпучателямн ФАР ио формупе (23.3) и найти чиспо взгучатепей в решетке 4. Найти мияимапьный фазовый сдвиг ккскретного фозоврашатопя считая допустимь м снижение ЕНД АР не более, чем на 0,5 дБ (см.табл.

23 2), и опреаолнть чисто разрядов фазоврашателя 1 5 Рассчитать уровень наибольших коммутационных боковых лепестков по формуле (23.12). 6 Определить параметры начельного фазового распределения ( ~Р „.; для квадратичного, бр — для случайного распределений) и рассчитать уровень коммутационных боковых лепестков по формулам (23.15) и (23 19). Варианты ХМ 7, 8, 9 1 Определить расстояние в долях длины волны между нзлучателямн фАР по формуле (23 5) и найти число излучателей в решетке. 2. Рассчнтать максимальную ширину ПН фАР в секторе сканирования, используя данные табл 23 1 и формулу (23.8).

Для ФАР с дольф-чебышевским амплитудным распределением ширину ПН можно определить, используя графики рнс 23 7. 3. Найти минимальный фазовый сдвиг дискретного фазоврашателя, считая допустимым снижение КНД АР не более, чем на 0,3 дБ (см табл 23.2) н определить число разрядов фезоврашателя 4 Рассчитать уровень наибольших коммутационных боковых лепестков по формуле (23 12) 5. Определить параметры начального фазового распределения ( ~Рд,а,- для квадратичного, бу> — для случайного распределений) и рассчитать уровень коммутационных боковых лепестхов по формулам (23 15) и (23.19) 45 Модел рвание ха акте истин фАР на ЭВМ 1.

Произвести расчет ДН антенной решетки с аналоговыми фазоврашателями с помошью программы ьЯВАР Для вариантов 1-3 расчет проводится при нормальном положении о о луча АР ( 9лз = О ) в двух главных плоскостях ( (« = О и о чР= 90 ). Бригады, выполняюшие задания по вариантам 4+9, проводят расчет ДН при максимальном отклонении луча фАР ( ~лэ ~из«ис )- В пропессе моделирования определить ширину ДН (по уровню -3 дБ) и уровень 6оковых лепестков ДН. 2.

Рассчитать на ЭВМ ДН антенной решетки с дискретными фазоврашателями. разрядность которых определена на этапе прещарительного расчета Для всех вариантов заданий ДН рассчитывать прн максимальном отклонении луча Построить графики ДН н сравнить с ДН ФАР, используюшнх аналоговые фазоврашатели 3. Исследовать влияние расстояния между излучателями фАР на форму ДН Для этого необходимо увеличить в два раза относительно расчетного значения расстояние между излучателями. Определить число излучателей в АР с учетом увеличения расстояния между ними Рассчитать на ЭВМ ДН антенной решетки с увеличенным расстоянием между излучателями (расо чет производить для 6„«, = О ) При моделировании обратить особое внимание на обдаст~ 6оковых лепестков ДН Построить графики,ДН и обьяснить появившиеся в ннх изменения 4 Исследовать влияние амплитудного распределения на форму ДН фАР Для этого произвести расчет ДН фАР с амплитудным распределением, выбранным согласно таба 23 3, Построить рассчитанные ДН совместно с ДН, полученными в и.

1, и сравнить нх Сделать выводы 5 Исследовать влияние начального квадратичного и случайного элзового распределения на ДН коммутапионной фАР. Расчет ДН фАР с начальным фазовым распределением производить для максимального угла отклонения луча и при параметрах «)с и б~, определенных в расчетном задании Сравнить ДН антенной решетки с дискретными фазоарашателями при отсутствии (см и 2) и наличии квадратичного н случайного фазового распределения Сделать выводы «С р 'Пр. р« „р ««Ш«««« стеме ОС ЕС для ЭВМ серии ЕС Таблица 23 3 ариант чебышев р авно- амплитуд ное равно- амплиту ное равноа мили- тудное равно- ампли- туднсе ское -30 дБ ПРАВИЛА РАБОТЫ С ПРОГРАММОЙ ~ИМЯ В СИСТЕМЕ ОС ЕС ЛЛЯ ЭВМ СЕРИИ ЕС Сведения о вычиспительной о амме ь ЯВЯВ Лналоговый режим рабаты с программой Подготовка ЭВМ к работе н загрузка вычислительной программы производится оператором вычиспителъного центра сот ласно инструкпии по попьэованию программы 1.АВАР, Работа программы начинается с появления сообшения на экране цисппея, в которсм привозятся информация о структуре 4Ь Вычислительная программа ьпВЯУ осушествпяет расчет ДН линейных и плоских АР изотропных излучателей Максимальное число излучателей 200 Предусмотрены различные виды амплитуаного распрецепения: равноамплитудное, дельф-чебышевское и типа косвнус в ~9 -й степени на пьедестале Программа моделирует режим эпектронного сканирования лучом с использованием непрерывных и дискретных фазоврашателей Имеется возможность создания случайного или квадратичного начального фазового распредепения Подготовка ЭБМ к работе и загрузка вычислительной программы производится оператором вычислительного центра согласно инструкции по использованию программы исследуемых АР и поясняется порядок иаентвфнкапии пользовзтели ( номер группы и фамилия студента) После ввода необходньых данных в ЭВМ не экран писплея отображается комментарий, разъясняющий особенности пиалогового режима работы с программой, Вслед.зэ этим начинается непосредственное выполнение лабораторной работы, связанное с ведением параметров, определяющих структуру исследуемой АР При атом нв экран дисплея выводятся сообщение 1, поясняющее физический ипи понятийный смысл вводимых велкчин.