Курсовая работа: Разработка диэлектрической стержневой ФАР

7. Выбор фазовращателя

В качестве схемы фазовращателя будем использовать электрически управляемый дискретно-коммутационный фазовращатель. Электрически управляемые фазовращатели могут быть построены с применением разнообразных управляемых элементов. В качестве управляемого элемента удобно использовать p-i-n диод, т.к. он обладает свойством резкого изменения своего полного сопротивления под действием управляющего напряжения. Принцип действия дискретно-коммутационного фазовращателя основан на подключении или отключении дополнительных участков полосковой линии, которые удлиняют путь прохождения волны по микрополосковой линии, обеспечивая, таким образом, необходимый фазовый сдвиг.

Длина дополнительного участка линии определяет дискретное значение фазового сдвига, а количество таких дополнительно включаемых линий определяет максимальный сдвиг фазы. Одна из возможных реализаций конструкции вышеописанного фазовращателя приведена на (рис. 7.1). В нашем случае будем применять дискретно-коммутационный ферритовый фазовращатель на прямоугольной петле гистерезиса с дискретом фазы равным 22, 5°.

При отклонении луча от нормали с плоской решеткой на угол Ɵск

необходим фазовый сдвиг φ между двумя произвольными излучателями, отстоящими друг от друга на d в плоскости сканирования, который определяется по формуле (Л5, стр.441):

Но при этом необходимо учитывать и набег фаз, возникающий при использовании последовательной схемы питания. Оценим возникающий набег фазы по формуле:

Чтобы компенсировать фазовый набег, возникающий в схеме питания, определим фазовое распределение в решетке как разность φx(n)-φ`x(n), тогда фазовое распределение будет иметь вид:

Так как выбранный тип фазовращателя способен обеспечить только дискретный шаг фазы равный 22, 5°, то фазовое распределение будет иметь вид :

8. Особенности конструкции

Учитывая особенность конструкции схемы возбуждения диэлектрического стержня с помощью волновода, следует учесть, что расстояние между щелями, прорезанными в стенке волновода равно , при =64мм, то d=32мм в Y плоскости антенной решётки, а рассчитанное расстояние между стержнями в плоскости Y dy=27мм. Учитывая эти особенности, рассчитаем новую диаграмму направленности антенной решётки в плоскости Y.

Диаграмма направленности антенной решетки в плоскости Y:

При этом вид ДН АР в плоскости X останется неизменным, т.к. расстояние между стержнями АР соответствует расчёту и равно dx=27 мм.

Список литературы

1. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток. Под ред. Д.И.Воскресенского. – 2 - е изд., доп. и перераб. – М.: Радио и связь, 1994 г.

2. Оптимальные антенные решетки. Автор: Степаненко В.И., Учебное пособие – М.: АМИ, 2001 г.

3. Антенно-фидерные устройства. Авторы: Драбкин А.Л., Зузенко В.Л., Кислов А.Г. – 2 - ое изд., доп. и перераб. – М.: «Советское радио», 1974г.

4. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток. Под ред. Д.И.Воскресенского. – М.: Радио и связь, 1981г.

5. Антенны и устройства СВЧ. Под ред. Д.И.Воскресенского. – М.: Изд-во МАИ, 1999 г

6. Справочник по элементам волноводной техники. Авторы: Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П. – 2-ое изд., доп. и перераб. – М.: Советское радио, 1967 г