1.Расчет излучающей части антенны.

1. Расчет геометрических размеров излучающей части антенны.

Найдем Lx, Ly через коэффициент направленного действия D:

S – площадь излучающего раскрыва;

К_ип – апертурный коэффициент использования поверхности раскрыва;

 - длина волны.

Из формулы [1] находим D:

Т.к. S=Lx*Ly, из формулы [2] можем найти геометрические размеры ФАР.

По заданию, Lx связан с Ly соотношением: Ly=0.1*Lx, отсюда следует:

Найдем число излучателей в решетке:

d – шаг решетки,

d= b_p +2t;

a_p, b_p – размеры раскрыва рупора.

Т.к. сектор сканирования max, выбираем t – min, т.е. 0.5<t<1/5 (мм);

t=0.5 (мм);

Для используемого в качестве рупора прямоугольного волновода существуют следующие соотношения:

На практике размеры a и b выбирают из условий:

Такой выбор размера a обусловлен большими тепловыми потерями при приближении к критическому размеру и отсутствием H₂₀ при a. Исходя из этого выбираем b_p=0.6.

Округляем Nчисло излучателей в решетке равно 49.

Уточняем шаг решетки:

1.2.Расчет ДН антенны.

В нижеследующих выражениях:

x- отклонение луча от нормали (в соответствующей плоскости) в радианах;

b_p- размер раскрыва рупора по горизонтали (мм);

- рабочая длина волны (мм);

k- волновое число;

a_p- размер раскрыва рупора по вертикали (мм);

N- число излучателей в решетке;

d- шаг решетки (мм);

[4] – диаграмма одиночного излучателя в вертикальной плоскости, при горизонтальной поляризации.

[5] – диаграмма направленности одиночного излучателя в горизонтальной плоскости, при горизонтальной поляризации.

[6] – множитель решетки. Полагая решетку состоящей из одинаковых излучателей, можно представить ее характеристику направленности в виде произведения характеристики направленности изолированного излучателя [формула 4] на множитель решетки [формула 6].

График 1. ДН изолированного излучателя в вертикальной плоскости.

График 2. ДН изолированного излучателя в горизонтальной плоскости.

График 3. ДН решетки (в горизонтальной плоскости) при нулевом отклонении луча от нормали.

График 4. ДН решетки при отклонении луча от нормали на заданный угол сканирования. (По заданию – угол отклонения максимальный и определяется по уровню 0.707 на графике (1) и равен 37).

2. Расчет тракта СВЧ.

2.1. Выбор электрической схемы антенны.

Для возбуждения излучателей ФАР используют оптические делители мощности и делители в виде закрытого тракта. Делители в виде закрытого тракта выполняют по последовательной (использована в данном проекте) и параллельной схемам. При последовательной схеме фазовращатели можно включать в боковые ответвления фидерного тракта, идущие к излучателям. В этом случае, в каждый из N фазовращателей приходит1/N мощности, а потери мощности обусловлены одним фазовращателем.Достоинством этой схемы можно считать относительную простоту ее исполнения. Недостатком этой схемы является разная электрическая длина пути от входа антенны до излучателей, что может привести к фазовым искажениям на краях частотного диапазона. Во избежание этого в боковые ответвления необходимо включать компенсационные отрезки фидера.