Курсовая работа: Линейка из рупорных антенн
Эти формулы для расчета поля излучения рупоров сравнительно сложны и расчет по ним получается трудоемким. Для оптимального рупора, фазовые искажения которого не превышают максимально допустимых, расчет можно проводить по формулам
,
,
которые не приводят к существенным погрешностям[3].
Диаграмма направленности сложной антенны определяется произведением двух множителей: диаграммы одного излучателя Fизл (θ) на множитель решетки Fn (θ) [1]:
.
Требуется, чтобы антенна возбуждала поле с вращающейся поляризацией.
Для этого установим в раскрывах рупоров фазирующие секции.
По заданию необходимо обеспечить работу антенны в синфазном и несинфазном режиме. Если все излучатели питаются синфазно, то луч направлен по нормали к линии расположения излучателей. При несинфазном режиме работы фаза токов излучателей в направлении оси Y изменяется по линейному закону.
Изменение разности фаз полей излучателей, обусловленное изменением разности фаз их токов, ведет к изменению направления максимального излучения антенны. Если основной лепесток ДН множителя при отклонении луча будет выходить за пределы основного лепестка ДН одного излучателя, то уровень боковых лепестков резко увеличится. Поэтому возьмем максимальное отклонение ДН антенны от нормали к ее поверхности равное ширине ДН ее излучателей по мощности по уровню 0,7.
φmax = φ0,7изл
Электрическое управление положением антенного луча будем осуществлять при помощи фазовращателей, которые обеспечивают изменение сдвига по фазе между токами в излучателях антенны.
Качество антенн характеризуется коэффициентом усиления антенны, равным произведению КНД на коэффициент полезного действия антенны. Для рупорных антенн можно считать, что мощность потерь значительно меньше мощности излучения, благодаря чему КПД антенны можно принять равным единице[1].
Расчет одиночного рупора
Рассчитаем длину волны λ и волновое число k:
,
где с= 3*108 м/с – скорость света.
,
.
Выбор размеров поперечного сечения прямоугольного волновода производится из условия распространения в волноводе только основного типа волны Н10 :
По полученному значению λ выберем волновод марки R100 c размерами a*b=22.86*10.16 мм.
Рассчитаем коэффициент направленного действия рупора:
,
.
Найдем значения оптимальных длин рупора в плоскостях E и H:
,
.
Используем уравнение стыковки рупора с волноводом[1]: