Рис.4 Волноводный мост.

Этот мост представляет собой два прямоугольных волновода с общей стенкой l, которая вырезается. И получается прямоугольный волновод размером А*b. Размер А выбирается так, чтобы в волноводе распространяющимися были волны Н₁₀ и Н₂₀. Таким образом  <А< 1.5

Расчитаем длину моста [3, стр.44] :

.

А=2а+2t= 44+2=46мм ,что соответствует А=1.43

Расчитываемм коэффициент волны Н₁₀ [ 3, cтр.43] :

Kzh10=0.13

K=0.19625

Длина моста l=27мм.

4.5. Расчёт отражающего фазовращателя.

Рис.5 Отражающий фазовращатель.

Фазовращатели СВЧ предназначены для изменения фазы отраженной или проходящей волны на требуемую величину. Различают проходные и отражательные фазовращатели СВЧ.

Расстояние между диафрагмами дэльта l выбирается от требуемого дискрета фазы, в нашем случае он равен 3.14\2 ,то есть 90⁰ :

Kzh10 определяется из формулы в предыдущем пункте K_zh10=0.13 находим дэльта l :

Расчитаем размеры щелей в отражающем фазовращателе. В случае равномерного амплитудного распределения, когда излучаемая антеной мощность делится поровну между щелями, амплитуда напряжения в пучности равна :

,где Р- подводимая к антене мощность

N_щ- число щелей =2N

G_- проводимость излучения щели

R_cопротивление излучателя

G_.00093

R_Ом

U_m=1159 B.

Ширина щели определяется из формулы :

d₁=0.77 мм.

Длину щели можно найти полльзуясь графиком [ 4, стр.120 ]:

x₁=a\2=11мм , x₁\=0.3437 ,

d\=2.41*10^-2

l\=0.244 , следдовательно длина щели l=0.244*32=7.8мм.

4.6. Выбор поглащающей нагрузки.

Выберем волноводную нагрузку, выполненную из радиопоглащающего материала. Берем ферроэпоксидную нагрузку. Качество нагрузки зависит от длинны l [ 3 ,cтр.34 ].

Рис. 6 Поглащающая нагрузка.

_в=46.624

Длина нагрузки l=_в\2=23.3 мм.

4.7. Расчёт излучающего рупора.

b a_р

a 1

3 2

h b_р 2_

R_E

Рис. 7 Излучающий рупор.

Рупорная антенна состоит из рупора(2),волновода(1) и возбуждающего устройства(3). Размеры раскрыва пирамидального или секториального рупора a_p и b_p выбирают по требуемой ширине ДН в соответствующей плоскости или по КНД. В нашем случае рупор пирамидальный, так как a_p>a; b_p>b. Следовательно длину рупора характеризуют два размера:

h – расстояния от раскрыва до горловины рупора;

R_E – расстояние от раскрыва до точки, в которой сходятся ребра рупора.

Re=36.6мм ;

Найдем длину рупора из формулы:

При выборе длины секториального рупора нужно учитывать условия обеспечения допустимой фазовзй ошибки. Максимальная фазовая ошибка в раскрыве _maxЕ геометрическими размерами рупора и ее величина должна удовлетворять условию:

Следовательно, допустимая величина _maxЕ удовлетворяет поставленному условию.

4.8. Расчет результирующего коэффициента отражения от рупора.

Отражение в рупорной антенне возникает в двух сечениях: в раскрыве рупора (Г₁) и в его горловине (Г₂). Коэффициент отражения от раскрыва Г₁ является комплексной величиной, его модуль и фаза зависят от размеров раскрыва. Модуль коэффициента отражения от раскрыва для основного типа волны может быть определен из соотношения [4. стр.161 ] :

 - постоянная распространения в прямоугольном волноводе, поперечное сечение которого равно раскрыву рупора:

В соответствии с этими данными находим

Коэффициент отражения Г₂ выражается через эквивалентное сопротивление излучения:

₀ и ₀ – углы раскрыва рупора в плоскостях E и H соответственно.

Г₂=0.2 .

Модуль суммарного коэффициента отражения на выходе длинного тракта определяется по формуле:

Значение параметра х определяется по графику [ 4, стр.163 ],а КБВ определён по формуле взятой из [ 2, стр.17 ].

Но это значение КБВ нас не удовлетворяет, так как в задании КБВ>0,75.

Надо произвести согласование для уменьшения коэффициента отражения рупора. Для этого поместим штырь в волновод. После этого коэффициент отражения рупора Г_р =0,01.

Рис.8 Согласование рупора штырём.

Пересчитав снова результирующий коэффициент отражения получим :

Г_ = 1,6*[0,5*(0,01²+0,01²+0,01²)]^1/2= 0,02;

КБВ=0.79;

Требование к КБВ выполнено. КБВ=0.79 больше данного КБВ в задании.

5. Описание конструкции.

Направленность действия одного излучателя (например, симметричного вибратора) – простейшей антенны – невысокая. Для увеличения направленности действия применяются системы излучателей – антенные решетки (АР). Фазированные антенные решетки (ФАР) характеризуются включением в тракт системы фазовращателей, осуществляющих управление фазовым распределением для электрического сканирования.

Элементарная база линейной ФАР, использованной в данном проекте, включает в себя: излучатели, направленные ответвители, сам тракт СВЧ, отражательные фазавращатели, мостовые устройства и согласованные нагрузки. Т.к. главным элементом ФАР служит фазовращатель, то от его исполнения (в данном проекте использован отражательный фазовращатель на прямоугольном волноводе) зависит не только тип тракта СВЧ, но и тип излучателя. В качестве излучателя в данной работе выбран рупор; (такие рупора могут применяться при моноимпульсном способе пеленгации, что вполне соответствует заданию – антенна применяется в РЛС бокового обзора и устанавливается на самолете). Направленные ответвители (НО) на тракте СВЧ обеспечивают заданное амплитудное распределение между всеми излучателями системы. Согласующие нагрузки, установленные рядом с НО выполнены из радиопоглощающего материала и служат, соответственно, для поглощения отраженной волны. ФАР может модулировать фазу не только излучаемой, но и принимаемой волны, в соответствии с требованиями к ней.

6. Список используемой литературы.

1. «Антены и устройства СВЧ, проектирование ФАР» Под редакцией Д.И. Воскресенского. “Радио и связь” ,1981 г.

2. Конспект лекций «Линии передачи СВЧ диапазона». Под редакцией В.М.Максимова.

3. Конспект лекций «Устройства СВЧ : основы теории и элементы тракта». Под редакцией В.М.Максимова.

4. «Антены и устройства СВЧ. Расчёт и проектирование антенных решёток и их излучающих элементов». Под редакцией Д.И. Воскресенского. ”Советское радио”,1972 г.

5. «Справочник по элементам волноводной техники» А.Л.Фельдштейн, Л.Р.Явич. Москва Госэнергоиздат ,1963 г.

7. Оглавление.

1.Введение

2.Расчёт геометрии излучающей части антенной решетки.

3. Расчет диаграмм направленности.

4. Расчет тракта СВЧ.

4.1. Выбор электрической схемы антенны.

4.2. Выбор поперечного сечения волновода.

4.3. Расчёт направленных ответвителей.

4.4. Расчет волноводного моста.

4.5. Расчет отражающего фазовращателя.

4.6. Выбор поглощающей нагрузки.

4.7. Расчет излучающего рупора.

4.8. Расчет результирующего коэффициента отражения от рупора.

5. Описание конструкции.

6. Список используемой литературы.

7. Оглавление.

24