P6 (Исследование параметров СВЧ-устройств), страница 2

о йиаграмму направленности снимают через каждые 10 в о пределах от -90 до 90 (вторую поповину днэгрэммы направпенности вследствие ее симметрии можно не снимать) при неизменном усилении прибора 28-ИМ. Снятая диаграмма направпенности является дивграммон по мощности' вследствие квадратичности детектора. Экспериментальную диэгрэмму направленности нормируют и изображают на том же рисунке, что к теоретическую. Определяют ширину главного лепестка диаграммы нэ уровне 0,5 Р и сравнивают со значения- макс ми, полученными при теоретическом расчете. 2. Снять поля иза ионн ю ха акте истик антенны № 1 та и построения кривых остаются теми же, что в п.

1. Определяют изменение ширины диаграммы направленности спирали М 1 по сравнению с шириной диаграммы на средней длине волны. Т ебования к отчет Оформление отчета должно отвечать требованиям, изложенным в раздеде 1 Руководства 131. В отчет включается: 1) электрическая схема лабораторной установки (см. рис. 3); 2) результаты выполнения расчетного задания — пример расчета, таблиды с полученными данными, график диаграммы направленности, расчетные параметры антенны; 3) пять таблиц с результатами измереьий; 4) три рисунка, на двух из которых изображаются диаграммы направленности; 5) краткие выводы.

Конт одьные воп осы 1. Поясните принцип работы цилиндрической спиральной антенны. 2, Объясните особенности работы трех ре,хкмов работы спиральной антенны. 3. Почему спиральная антенна в основном направлении излучает поле с поляризацией, близкой к круговой? Что такое коэффициент эллиптичности поля излучения? 4.

Почему спиральная антенна работает в диапазоне волн без существенного изменения ее электрических параметров? Какая ширина рабочего диапазона в режиме осевого излучения цилиндрической спирали? Почему конические спиральные антенны имеют более широкий рабочий диапазон волн? 5. При каком условии цилиндрическая спиральная антенна имеет синфазное сложение нолей в осевом направлении и круговую поляризацию излучаемого поля? 6. При каком условии получается максимальный коэффициент направленного действия цилиндрической спиральной антеины? Как меняется при этом коэффициент эллиптичности? 7. Как рассчитать размеры цилиндрической спиральной антенны, если задан рабочий диапазон волн? 8. Какие размеры спнр дьной антенны опредепяют ширину дногр ммы направленности? Поясните метод расчета диаграммы направленности цилиндрической спиральной антеннь!.

10 9. В антеннах какого типа ширина диаграммы направленности определяется отношением ~ н в каких 1/Х , где Х Х - размер излучающей системы? 10. В каком режиме излучения работает спираль Н0 3 (см. рис. 2)У 11. Какого характера и порядка входное сопротивление спиральной антенны и как его можно определить экспери— ментальной Работа М 16. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МОНОИМПУЛЬСНОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ ЛУЧОМ епь аботы 1. Изучение принднпа действия мононмпульсной антенной решетка с эпектрнческим управлением лучом. 2.

Теоретическое и экспериментальное определение характеристик моноимпупьсной фазированной антенной решетки. Тео етическая часть Для выполнения работы достаточно изучить материал, изложенный ниже. При домашней подготовке к выполнению лабораторной работы необходимо выпопнять расчетное задание в соответствии с первым ипи вторым вариантом работы, определяемым графиком прохождения работ.

Назначение и особенности моноимпульсной антенны Моноимпупьсные фазированные антенные решетки (моно- импульсные ФАР) предназначены для точного определения угловых координат объектов и отличаются от обычных способом получения информации об угловом положении цели. На практике широкое распространение находят моноимпульсные ФАР с суммарно-разностнымн характеристиками направленности. Ь этом спучае антенна ооеспечивает формирование трех диаграмм направленности: суммарной ~ (одно- лепестковой) и двух разиостных Г~ (х) Г~ (' 8) (двухлепестковых) соответственно в азимутальной и угломестной плоскостях (рис.

1), В режиме передачи формируется одна суммар- 11 нвя диаграмма Г~; в режиме приема - все три диаграммы ~, Г' 1 х), Е (~) Рис. 1. Динграммы направленности: а — Е' Гк), Г Се) - суммарная и разност- и ная диеграммы в взимутвльной плоскости, б — г ()й), г ٠— суммврння и рнзностпвя диагреммы в угломестной плоскости Д ля формирования суммарной диагреммы направленности вся поверхность ентенны цолжнв возбуждвться синфезно (рис. 2,в).

Ывксимум такой диагрвммы совпвдвет в обеих плоскостях с нормалью к плоскости решетки. е Разностные дивграммы нв- прнвленностн формируются при + + ~~~ф ~ф противофвзиом возбуждении левой и правой (рис. 2,б) или верхней и нижней (рис. 2,в) Рнс. 2. Возбуждение рвскрыва моноямпульсной ан- половин Рвскрывв внтенной Ретенны для формироввния шетки. Эти цве ревностные циа- диагрвмм нвпревленности: гриммы непрввленности, имею- а - суммврной диагрвммы; б и в - разностных цив- щие нУль в нвпрввлении, совпа- грвмм дающем с нормелью к плоскости решетки, и максимумы, разнесенные соответственно в азимутельной и угломестной плоскостях, используются для получения сигнале ошибки в соответствующей плоскости. Формнроввние требуемого фвзового респределения (синфаз- ного нлн протнвофазного) в раскрыве мононмпульсной антенной решетки обеспечивается с помощью первичного нсточннка — моноимпупьсного облучвтеля (4, с.

277~), квк в денной лебораторной рвботе, нли с помощью распределительной волноводной системы с соответствующим узлом возбуждения. Одновременное отклонение суммарной н ревностных днаграмм от нормелн к плоскости решетки в ФАР осуществпяется с помощью электрически управляемых фазоврнщнтепей. Ппосквя антенная решетка с гекснгональной структурой Рвссмотрнм произвольную в смысле расположения изпучатепей н респредепения вмплитуд токе в ннх плоскую решетку в спучве, когда токи 1' сннфазны.

Прн этом множитепь направленности нмеет внд 7(В,<р)=~~ ~1„ехс[/Аннан с (Х гогу+ У„~юж Ч)~, (1) ~ -го нзпучвтеля; д, <р — угкоордннат (рнс. З,в); Ю вЂ” число — длина волны), где Х„, ӄ— координнты пы в сферической системе излучателей ж = — ( й 2н' Л ? 6 о х Ь) Рис, 3 Антенные решетки с треугопьной (а) н прямоугольной (б) сеткой расположения излучвтелей и координатнвя система (в) Решетки с ревномерным расположением излучателей могут быть не обязетепьно решетками с прямоугопьной структурой.

Наряду с прямоугольной структурой рвзмещения нзлучвтелей в решетке нвходят применение твкже косоугольные структуры, а частности гексагонедьные. Прн использовании прямоугольной структуры излучателя распопагеются в узлах прямоугольной сетки, в треугольной структуре — в углах треугопьной сетки; если сетка состоит 13 из рввносторонних треугольников, то тикая структура обрвзует правильные шестиугольники и нвзывается гексагональной (см.

рис. З,а). Сравним эти решетки с точки зрения опесности появления дифракциоиного максимума при электрическом сканировании, используя введенное в ) 5, с. 3073 понятие эквивалентной линейной антенны. Вля этой цели рассмотрим линейки излучвтелей, образованные проекцийми излучателей решетки на некоторое направление в плоскости раскрывв, характеризуемое углом »)» (см. рис. З,б). В счучае прямоугольной сетки достаточно рассмотреть наиболее неблагоприятные напрввления: »)» = 0;»)'= 2 и »/ = л~-сф (а~~ /д~и ) . В этих направлениях эквив»»лентные линейки будут иметь наибольший постоянный шаг при )а 0; при )» = л /2 и » у ( ~т л»а)»/т при»»» асс щ (ду /д~ ) Все остальные напревления образуют эквивалентные линейки с более частым рвсположением излучателей, что уменьшвет возможность появления побочных главных максимумов. Требование отсутствия побочного главного мвксимума при отклонении луча на угол с»' от нормели к рескрыву макс зеписывается в виде Л с (2) ут ~ юс»т 8 Отсюде с учетом сказвнного выше следует нерввенство для выбора шаге решетки по осям Х и У (см.

рис. З,б) Л Л д < б СЗ) у Юу»» Ы у гу»с Ю У макс где с' и С» — мексимальные углы сканирования к мвкс о в плоскостях 0Х и йу . Например, при с» 45 х мвкс имеем Ы„ = О,ЗЗЗ Л . После выбора а»х и Ы, с помощью 14 (3) можно проверить допустимый угол отклонения луча в промежуточной плоскости, где вх = — (а~+да ) . Этот угол и 2( а «/ будет превышать как св так и ву . При 'с макс У макс' ~х следует использовать квадратную х макс у макс сетку вь' д~„ . ).(ля треугольной сетки (см. рис.

Зва) расположения излучателей существуют два неблагоприятных направленяя вр =л/2 (вв' =в~ — ) н в~= 0 ('а'вакф . Следовательно, для тре- т'Т угольной сетки расстояние между прркдиямн ее узлов на любое направпение всегда меньше — ввв н при выборе шага Я г вквжно руководствоваться неравенством, вытекающим пз (2), ва ив (4) КТ 1ив д Например, при максимальном угле откнонения луча от нормали 8 45 имеем ва' ь О,ОВ Я макс Следовательно, при использовании треугольной сетки общее число элементов ФАР может быть снижено на 15% по отношению к числу элементов в примоугольной сетке.

Расчет диаграммы направленности плоской шестигранной решетки с гексагональным распределением излучателей Антенная решетка шестигранной формы естественно компонуется с треугольной решеткой (рис. 4). Анализ диаграммы пав правленности такой решетки с неравномерным возбужде— ва У ннем излучателей весьма д сложен; аналитические выра- ав ввод жения получить не удается. е=а ав В дальнейшем анадиз суммарно-ревностных диа 2у вш а» грамм направленности пло- и т.о в аа ской шестигранной решетки ог с гексагональным распопо— жением слабонаправленных излучателей заменяется анализом диаграмм направленно- Рис.