Изчисляване на антена, курсова работа, платформа съдържание

Технически условия. 3

Принципът на работа и предназначение антени на обектива. 3

Изчисляване на геометрични и антена размери фуражи. 8

Изчисляването на разпределението на полето в отвора на обектива. 11

Изчисляването на радиация модел облъчвателя E-равнина. 13

Изчисляването на разпределението на полето в отвора на обектива. 14

антена изчисление модел. 18

ниво sidelobe Определяне. 18

Относителна широчина Нам грешка. 19

Отклоняват антена. 19

спецификации

1. вида на антенната система: металната плоча с правоъгълна блендата на обектива и възбудител линия на вибратори вълнували правоъгълен вълновод с поле H10 вълна.

2. л дължина на вълната = 5см.

3. Широчината на лъч в основни равнини на половин мощност: E-равнина 2,5 °, в равнина Н 8 °.

4. областта на ръба на блендата г = 0,2.

5. Размерът на първата страна лоб е не повече от -20 db.

6. Линеен поляризация.

7. радиация силата на 120kW. В импулсен режим.

8. Обща пространство азимут 360 °, по височина ± 15 °.

Принципът на работа и предназначение антени обектива

Обектив антена се състои от електромагнитни лещи и фуражи. Обективът е лъчите орган, който има коефициент на депозитите на пречупване, различни от единство. Цел трансформира леща предните войници генерирани излъчвател, в плоска форма и желания радиация модел (НАМ). В основата на антената обектив може да се използва, за да образуват голямо разнообразие от модели.

Принципът на работа на антени лещи на базата на фазовата разлика между електромагнитна вълна пред скорост в свободното пространство и директен, но в тялото на обектива. Скоростта на фаза на размножаване на вълната в лещата # 957; # 966; може да бъде по-голяма или по-малка от скоростта на светлината С. Съответно, леща подразделен на ускоряване и забавяне.

Обективът, в който условието # 957; # 966;> С, наречен прекалено силно. Това може да се направи като набор от метални пластини раздалечени на разстояние, и паралелно вектор К генерира електромагнитна вълна излъчвател (фиг. 1, б).

Фиг.1. Обектив антена, съдържаща: - от ускоряване леща метална плоча с плосък кръгъл отвор излъчване и фуражи под формата на пирамидална рог; б - от ускоряване леща метална плоча с правоъгълен отвор излъчване и линия фуражи.

Ако разстоянието между металните плочи и избор от състоянието: 1/2<а

което показва, че # 957; # 966;> а. индекс на пречупване п на обектива е обичайната, но в рамките на: 0

Ускоряване на лещите (фиг. 1) на подравняването на фазата на вълна пред prois ходене се дължи на факта, че части от повърхността на вълната на пътя proho-DYT леща с повишена скорост фаза. Тези части от релсите са различни за различните лъчи. По-голямата лъча се отклонява от оста на обектива, по-голямата част от начина, по който преминава с повишено скорост фаза във вътрешността на обектива. Така Obra Zoom, профила на ускоряващите обектива трябва да бъде вдлъбната към вълната гра-инцидент. Изходният отвор на обектива, които обикновено се правят плоски.

В зависимост от желаната форма на изхода на радиация модел излъчване отвор на лещата може да бъде кръгло или правоъгълно, а самата леща, в този случай ще бъде или сферична (фиг. 1 а) или цилиндричен (Фиг. 1Ь). сферична антена обектив с кръгъл отвор на изхода се използва за образуване на много тесен (игла) със същите NAM ширина на лъча основни равнини. Както облъчватели сферични антени лещи могат да се използват различни видове еднопосочни излъчватели: различни мундщуци, отворените краища на вълноводи, вибратори д пасивен рефлектор и т.н. Ако е необходимо за образуване на ветрилообразна Нам с различна ширина лъч в основните равнини, след това се използва цилиндрична леща антена с правоъгълна .. изпускателен отвор. В този случай, рефлектора може да бъде оформен като система линейна фаза на елементарни радиатори (процепи, вибратори), захранвани от правоъгълен вълновод. При лещата цилиндричната генерира Нам само в една равнина в друга равнина Нам генерира линеен осветител. Облъчвателя обикновено се намира, така че си фаза център съвпада с фокус-сфера-симетричен обектив или фокусна оста на обектива на цилиндрична. Важно е, че вероятно повечето от радиация енергия, която пада върху обектива, вместо разсейва-лас в други посоки, както и че на повърхността на обектива с лице Ирадиационните-Tieliu фронтът на вълната е бил близо до сферична или цилиндрична. Това състояние може да се счита облъчвателя или като точка или като източник на линия на електромагнитни вълни.

Тъй като антената на обектива фундаментално възможно да се образуват диаг-посока Ranma всякаква форма, възможността за прилагането им в микровълнова технология, са многобройни. Например, антената обектив образуващи връзки щеката Нам игла лъч, са широко използвани като системи антена, радио-станции за местоположение (СНК) откриване и проследяване. Цилиндрични Лин-zovye антена, която позволява да се образува Нам от одеяло може да се използва в Доплер м скорост и отклонение (DISS) във въздуха радарни системи, а също и в земна карта. Обектив антена облъчватели в множество елементарни радиатори способни да образуват mnogoluche Нам-ции. Такива антени се използват в бордови системи-ционни изкуствените спътници на Земята (сателитни), и да ги предоставят на комуникация с наземни станции, което позволява разделяне на канали за комуникация.

Блоковата схема на радио система

Структурна схема радар за проследяване, която използва счита антена е показана на фиг. 2.

Фиг.2. Блокова схема на радара.

Задаване на отделните възли ясно от фиг.

Антена захранващото верига, съставена от рефлектора, който е линия на вибратори вълноводни възбуждане вибратори, две въртящи се съединения, ферит дуплекс предаване / приемане.

Изчисляване на геометричните размери на антената и рефлектора

Тъй като осветителното се използва като вибратор фаза линия, леща антена е цилиндрична и схемата антена в Н равнина се определя от насоченост схема на осветителното устройство.

Ширината на NAM в Н равнина може лесно да се променя в широки граници чрез промяна на броя на излъчватели N. посока свойства на линия описва функцията

където к - вълна вектор.

Заместването на стойност J = 4 °, ние получаваме уравнението за Н. Числовата разтвор на система уравнение дава клен стойност N = 14. След това, в лещата отвор равнина е Н

където г - разстоянието между вибратори. Тя се изчислява по формулата

Когато L - дължина на вълната в LCR вълна = 8 cm - критична дължина на вълната. Като вълна, изберете вълна MEK58. По този начин, дължината на емитер и отвор антена в равнина Н равно DH = (М +1) х г = 15 х 6.49 = 48,9 cm.

При изчисляване на геометричните размери на антената в Е равнина Позовавайки се на фигура 3, която показва профила в равнина Е на ускоряване на плоска метална плоча на антената излъчване отвор и изход излъчвател с фокусна точка F.

Фиг. 3 следните означения:

F- фаза център на облъчвателя;

F- фокусно разстояние;

D- блендата (в равнина Е);

т - дебелината на лещата;

9 р · - · отвор обектив антена;

q- ток антена отвор обектив;

9 г - радиусът на отвора на лещата;

# 961; - сегашната радиуса на отвора на обектива;

r9- разстояние от центъра фаза до ръба на осветител отвор на леща;

Г- ток разстояние от фазовия център на свети илюминатора на обектива-повърхност.

Фигура 3. Профил ускоряване обектив метална пластина в основната плоскост.

Ние определяме размера на блендата на обектива самолет Е, с помощта на връзката

Ето - коефициент, отразяващ закона на разпределение на амплитудата на полето в излъчващия отвор в съответната равнина. Тя се определя в съответствие с инструкциите приложение 2metodicheskih. При избора на коефициент ръководи необходимото ниво на първото ниво на страничните листа и предварително определена област в края на отвора, както и планираната закона обектива. Последният вид се определя от обектива на облъчвателя.

В нашия случай - вибратори линия - област закон разпределение косинус. Когато груби изчисления избират степента на сближаване на полином р = 1. Тогава ние се D = 9,2: A9 = 62 °.

Размерът на блендата ще бъде

Индексът на пречупване, равна изберете п = 9,5. Това съответства на разстоянието между успоредните пластини на обектива = 9,58.

Ние дефинираме минималното фокусно разстояние, като се използва неравенството (1.5)

Ние избираме фокусно разстояние, равно 1,1f мин: е = 128 см.

Ние дефинираме дебелината на метална плоча на лещата от съотношението

Ние дефинираме ъгълът разпространение на съотношение Q 9

Получават: Q9 = 35,98 °.

Изчисляването на разпределението на полето в отвора на обектива.

Профил осветена повърхност в равнина Е определя по формулата

Графика конструира чрез Кленов софтуерен пакет е показан на фиг.4.

Изчисляваме множител отчитане на влиянието на параметрите на ускоряване на разпределението на полето на обектива амплитуда в неговата кухина с помощта на формулата:

График, построен с помощта на Maple софтуерния пакет е показан на фигура 5.

Фигура 4. Зависимостта на профила на повърхността осветен от ъгъла на блендата.

Фигура 5. Зависимост фактор А (р) на ъгъла на отваряне.

Изчисляване на радиация модел на облъчвателя в равнината Е

Изчислява насоченост диаграма емитер E-равнина (N равнина за вече изчислена) с формулата:

Къде л - дължина на вибратора.

Използването на отношението на ниво полета на ръба на обектива

Получават уравнение за относителната дължина на вибратор л / л

Графиката е показано на фиг.6.

Фигура 6. Моделът на насоченост на облъчвателя в равнина Е (в декартови координати).

Изчисляването на разпределението на полето в отвора на обектива

Ние изчисляваме ъгловата зависимост на разпределение поле амплитуда в E равнина до излъчващия отвор на обектива по формулата:

Графиката е показано на фиг. 7.

Фигура 7. Ъгловата зависимостта на нормализирана амплитудата на полето в отвора на обектива.

Сега ние се изчисли зависимостта на нормализирана поле амплитудата в отвора на обектива на нормализираните координатите R / R 9.

Трябва да се има предвид, че всяка стойност съответства на въртене стойност профил позиция, която е свързана с отношението на координатната съвместно бленда

където варира ъгъл р от 9 до 9 р.

За да се реши този проблем няколко точки, за да се изчисли ъгли в този диапазон, а след това да се изчисли стойността на нормализирани дължина, при което масив приблизителни данни функционални зависимости и парцела.

Фигура 8. Зависимостта на нормализирана амплитудата в отвора на обектива на нормализирани координира.

Текст програма (Maple пакет) и получената набор от данни, са изброени по-долу:

> Rho_e9: = де / 2: z92: = 9,6124 / m:

> За да Q m направи

R [Q]: = Re: Rho [Q]: R = [Q] * грях (Z); rel_e [Q]: = р [Q] / rho_e9;

печат ( `норма koord` = rel_e [Q]): печат (` норма amplituda` = EEmax_e [Q]):

Ние изграждане на графика заедно с графики апроксимиращи полиноми първи и втори етап:

където р - степента на притискащото полином.

Графиките са показани на Фигура 8. Както може да се види от фигурата, най-близкото сближаване полином е полином с р = 1.

Изчисление на модела на антената

Ние изчисляваме модела антена в E равнината на формулата

Графиката е показано на фигура 9.

насоченост диаграма за Н равнина съвпада с радиация модел за емитер (Фиг.19).

ниво Определяне sidelobe

За да се определи нивото на страничните листа може да се приравни 9 съответните производни насоченост модели, за да се определи ъгълът, под който те са равни до 9, и съответната функция за изчисляване на стойността на този ъгъл.

Въпреки клен система показва координати на всяка точка от графиката, посочена от курсора, което значително намалява сложността на работата.

Ние получи от графиките на Фиг.9 и Фиг.19, че нивата на sidelobe в Е и Н равнини са съответно 9,98 и 9,22. Превръщането на тези стойности в децибели, получаваме -21.9db и -13.2db.

Фигура 9. Антена модел в Е равнина (декартови координати).

Фигура 19. Антена диаграма в Н равнина (декартови координати).

Относителна грешка Нам широчина

Грешка определя по формулата

Производствени допуски антена

Crednekvadratichnoe отклонение на повърхността на прогнозната лещи не трябва да надвишава 15 мм.

Отклонение от размера не трябва да надвишава 2,5 мм.

литература

1. R. Kuhn микровълнови антени: Trans. с него. / Ed. -wa. L. корабостроене. 19в.

2. 3. Г. Eisenberg Терешин VHF. В 2 часа. / Ed. 3. G. Eisenberg М: съобщения. 1977 Ch 2, 288.

3. Feldgiteyn, L. Smirnov, P. Наръчник на elementampolnovodnoy чл. М: Съветски радио. 19в.

4. Данилов и свръхвисока честота устройство. Изчисляване и проектиране на микровълнови устройства: Proc. Ръководство / ЛИАН. L. 19в.

5. Khramchenkov и проектиране рефлекторни антени: Метод, указ за proektarovaniyu курса. Част 1. отражатели рефлектор антени / LIAP. L. 19в.

6. Sour -fktsernye ustroy-
Properties. М: Съветски радио. 19в.

7. Utrobin О. В, Жуков електродинамика. Антена устройство и разпространение на електромагнитни вълни. Събиране на задачи. - Санкт Петербург: SPbGTU, 19в.