calcul de antenă, cursul de lucru, platforma de conținut

Condiții tehnice. 3

Principiul de funcționare și a antenelor de lentile cu scop. 3

Calcularea mărimi geometrice și de antenă pentru hrana animalelor. 8

Calculul distribuției câmpului în diafragma obiectivului. 11

calcul model radiație iradiator E-plane. 13

Calculul distribuției câmpului în diafragma obiectivului. 14

antena de calcul model. 18

Determinarea nivelului lobilor laterali. 18

Relativ lățime eroare Nam. 19

Toleranțele de fabricație de antenă. 19

caietul de sarcini

1. Tipul de sistem de antenă: placă metalică cu o lentilă deschidere dreptunghiulară și linia excitatorului vibratoarelor excitat waveguide dreptunghiular cu undă câmp H10.

2. lungime de undă l = 5cm.

3. Lățimea fasciculului în planurile principale la jumătate de putere: E-plane 2,5 °, în planul H 8 °.

4. Câmpul la marginea diafragmei obiectivului D = 0,2.

5. Nivelul primei lobului lateral nu este mai mare de -20 dB.

6. polarizare liniară.

7. Puterea de radiație a 120kW. Modul Puls.

8. Prezentare generală Space azimut 360 °, în elevație ± 15 °.

Principiul de funcționare și antene obiectiv cu scop

antenă Lens este format din lentile și alimente electromagnetice. Lentila este un organism radiotransparent având un coeficient de depozite de refractie diferite de la unitate. Scop transforma lentilă soldați din față generate iradiatorul, într-o formă plană și un model de radiație dorit (NAM). Fundamental antena lentile pot fi folosite pentru a forma o mare varietate de modele.

Principiul de funcționare al antenelor de lentile pe baza diferenței de fază între o viteză de undă față electromagnetic în spațiu liber și o directă dar în corpul lentilei. Viteza de fază a propagarea undei în obiectiv # 957; # 966; poate fi mai mare sau mai mică decât viteza luminii c. Prin urmare, obiectivul sub-divizat în accelerare și de decelerare.

Lentila, în care condiția # 957; # 966;> c, numit overdrive. Acesta poate fi realizat ca un set de plăci de metal distanțate cu o distanță, și paralelă vectorul K generat undă iradiatorul electromagnetic (fig. 1, b).

Fig.1. Antena Lens care cuprinde: o - de accelerare lentilă placă de metal cu o deschidere circulară plată emițătoare și hrana pentru animale sub forma unui corn piramidal; b - la accelerare lentilă placă de metal cu o deschidere dreptunghiulară și de emitere a luminii line feed.

Dacă distanța dintre plăcile metalice și selectați din condiția: 1/2<а

care arată că # 957; # 966;> o. Indicele de refracție n al cristalinului este de obicei, dar în termen de: 0

Lentilele de accelerare (fig. 1) de aliniere de fază a undei frontale PROIS-mersul datorită faptului că porțiuni ale suprafeței de undă a căii sale proho-DYT o lentilă cu viteză crescută de fază. Aceste secțiuni de cale sunt diferite pentru diferite raze. Cu cât fasciculul este deviat de axa lentilei, cea mai mare parte din modul în care trece cu o viteză de fază crescută în interiorul obiectivului. Astfel Obra Zoom, profilul lentilei de accelerare trebuie să fie concavă spre val fron-incidente. Diafragma de ieșire a obiectivului, de obicei, a făcut plat.

În funcție de forma dorită de ieșire model radiație radiante deschidere a lentilei poate fi circulară sau dreptunghiulară, iar lentila însăși, în acest caz, ar fi sferic (fig. 1 a) sau cilindric (Fig. 1b). Antena lentilă sferică cu o deschidere de evacuare circular este folosit pentru a forma un foarte îngust (ac), cu aceleași planuri principale NAM beamwidth. Ca Irradiatoare antene lentile sferice pot fi utilizate diferite tipuri de emițători unidirecționale: diferite mouthpieces, capetele deschise ale ghidurilor de undă, vibratoarele e reflector pasiv etc. Dacă este necesar, pentru a forma un Nam în formă de evantai, cu lățime variabilă fasciculului în planurile principale, apoi utilizați o formă cilindrică antenă lentilă având dreptunghiular .. orificiul de evacuare. În acest caz, dispozitivul de iluminare poate fi format ca un sistem liniar în fază de radiatoare elementare (crevase, vibratoare), alimentate printr-un ghid de undă dreptunghiulară. Când obiectivul cilindric generează Nam într-un singur plan într-un alt plan Nam generează un iluminator liniar. Iradiator este de obicei localizat, astfel încât centrul de fază coincide cu lentila de focalizare-sferă-simetrică sau axa focală a lentilei cilindrice. Este important ca, eventual, cea mai mare parte a energiei de radiație care se încadrează pe obiectiv, în loc de a disipa-las în alte direcții, și că suprafața lentilei cu care se confruntă iradiante-Tieliu, Wavefront a fost aproape de formă sferică sau cilindrică. Această condiție poate fi considerată iradiator sau ca un punct sau ca o sursă linie de unde electromagnetice.

Având în vedere că antena de lentile fundamental posibil, pentru a forma diag-direcțional Ranma orice formă, posibilitatea de aplicare a acestora în tehnologia cu microunde sunt multiple. De exemplu, antena de lentile care formează legături cu fascicul ac tac Nam, sunt utilizate pe scară largă ca sisteme de antenă, de radio-locație stațiile de detectare și urmărire (RLS). Cilindrice antenă lin-zovye, care permite formarea Nam din patura poate fi utilizată în Doppler metru și vitezei de drift (DISS) sisteme radar aeropurtate, precum și în cartografierea terenului. Iradiatori antenă Lens într-o matrice de radiatoare elementare capabile să formeze mnogoluche Nam-tiile. Aceste antene sunt utilizate în sistemele de sateliți-TION Pământului artificiali din aer (prin satelit), și să le ofere la comunicare cu stații la sol, permițând separarea canalelor de comunicare.

Schema bloc a sistemului de radio

sistem de radiolocatie structurale, care utilizează o antenă considerată este prezentată în Fig. 2.

Fig.2. O diagramă bloc a radar.

Asociați nodurilor individuale clare din Fig.

Antena circuitul de alimentare alcătuit din dispozitivul de iluminare, care este o linie de vibratoare de excitație vibratoare waveguide, două articulații rotative, ferita duplex de transmisie / recepție.

Calcularea dimensiunilor geometrice ale antenei și iluminatorul

Deoarece iluminatorului este folosit ca linie de faze vibrator, lentila antena este cilindric și modelul antenei în planul H este determinat de diagrama directivitate a iluminatorului.

Lățimea NAM în planul H poate fi ușor variat în limite largi prin schimbarea numărului de emițători N. Proprietățile direcționale ale liniei descrie funcția

unde k - vectorul de undă.

Substituind valoarea j = 4 °, obținem ecuația pentru N. Soluția numerică a sistemului de ecuații dă o valoare Maple N = 14. Apoi, în lentila planul diafragmei este H

unde d - distanța dintre vibratoarele. Se calculează cu formula

Acolo unde L - lungimea undei în waveguide = 8 LCR cm - lungime de undă critică. Ca un ghid de undă, selectați waveguide MEK58. Astfel, lungimea emițător și diafragma antenei în planul H egal DH = (N + 1) x d = 15 x 6,49 = 48,9 cm.

La calcularea dimensiunilor geometrice ale antenei în planul E Referitor la Figura 3, care prezintă un profil în planul E al plăcii metalice plate de accelerare a antenei radiante deschidere și de ieșire iradiatorul situată la punctul focal F.

Fig. 3 următoarea notație:

Centrul de fază F- a iradiator;

distanță focală f-;

diafragma obiectivului D- (în planul E);

t - grosimea lentilei;

9 q · - · antenă deschiderea obiectivului unghi;

Q- antenă curent de deschidere lentile cu unghi;

9 r - raza aperturii lentilei;

# 961; - raza actuală a deschiderii lentilei;

distanța de la centrul R9 fază la marginea diafragmei iluminatorului a lentilei;

distanta de curent r- din centrul de fază la iluminarea de iluminat a cristalinului-suprafață.

Figura 3. Profil de accelerare lentilă placă de metal în planul principal.

Definim dimensiunea obiectiv cu diafragma plan E, folosind relația

Aici - coeficient care să reflecte legea de distribuție a amplitudinii câmpului în deschiderea radiant în planul corespunzător. Ea este determinată în conformitate cu instrucțiunile Anexa 2metodicheskih. Atunci când alegeți un coeficient de ghidat nivelul cerut de primul nivel al lobului lateral și un câmp predeterminat la marginea deschiderii, precum și legea dispersor destinat. Ultimul tip este determinat de lentilele iradiator.

În cazul nostru - linia vibratoare - distributie cosinus domeniul juridic. Atunci când calculele brute alege gradul de aproximare a polinomiale p = 1. Apoi obținem D = 9,2: A9 = 62 °.

dimensiunea diafragmei va fi

Indicele de refracție egal alege n = 9,5. Aceasta corespunde distanței dintre plăcile paralele ale cristalinului a = 9,58.

Definim distanța focală minimă, folosind inegalitatea (1.5)

Am ales o lungime focala egala min 1,1f: f = 128 cm.

Definim grosimea plăcii de metal a lentilei din raportul

Definim unghiul de răspândire a q raportul 9

Obținem: Q9 = 35,98 °.

Calculul distribuției câmpului în diafragma obiectivului.

Profil suprafață iluminată în planul E determinat prin formula

Un grafic construit prin pachet software Maple este prezentat în Fig.4.

Calculăm multiplicatorul reprezentând influența parametrilor privind accelerarea distribuției amplitudinii câmpului obiectivului în modul apertură prin formula:

Program, construit cu ajutorul pachetului software Maple este prezentat în Figura 5.

Figura 4. Dependența profilului suprafeței iluminate de unghiul de deschidere.

Figura 5. Factor de Dependență A (q) al unghiului de deschidere.

Calcularea modelului de radiație al iradiator în planul E

Se calculează directivitate diagrama emitor E-plan (N avion deja calculat) cu formula:

În cazul în care l - lungimea vibratorului.

Folosind relația pentru nivelul de câmp pe marginea lentilei

Obținem o ecuație pentru lungimea relativă a vibratorului l / l

Graficul prezentat în Fig.6.

Figura 6. Modelul directivitate al iradiator într-un plan E (în coordonate carteziene).

Calculul distribuției câmpului în diafragma obiectivului

Calculăm dependența unghiulară a distribuției câmpului de amplitudine în planul E pentru deschiderea radiante a cristalinului prin formula:

Graficul prezentat în Fig. 7.

Figura 7. Dependența unghiulară a amplitudinii câmpului normalizat la diafragma obiectivului.

Acum vom calcula dependența de amplitudinea câmpului normalizat în deschiderea lentilei pe coordonatele normalizate r / r 9.

Trebuie amintit că fiecare valoare corespunde unei poziții valoarea profilului de rotație, care este asociat cu raportul de coordonate co-deschidere

unde unghiul q variază de la 9 la 9 q.

Pentru a rezolva această problemă de mai multe puncte pentru a calcula unghiurile în acest interval, apoi se calculează valoarea lungimii normalizate, după care datele aproximative de matrice de dependență funcționale și complot.

Figura 8. Dependența amplitudinii normalizate în deschiderea lentilei pe normalizată de coordonate.

Program de text (pachet Maple), iar setul de date care rezultă sunt enumerate mai jos:

> Rho_e9: = de / 2: z92: = 9.6124 / m:

> Pentru q la m face

r [q]: = re: rho [q]: = r [q] * sin (z); rel_e [q]: = rho [q] / rho_e9;

print ( `norma koord` = rel_e [q]): print (` norma amplituda` = EEmax_e [q]):

Noi construim un grafic împreună cu grafice care aproximează polinoame prima și a doua etapă:

unde p - gradul de polinomului aproximându.

Graficele sunt prezentate în Figura 8. Așa cum se poate observa din figura, cel mai apropiat este polinomul aproximând un polinom cu p = 1.

Calcularea modelului de antenă

Calculăm modelul antenei în planul E cu formula

Graficul prezentat în figura 9.

directivitate diagramă pentru planul H coincide cu modelul de radiație pentru emițător (fig.19).

Nivelul lobilor laterali Determinarea

Pentru a determina nivelul de lobi laterali pot fi echivalate 9 derivatele modele de directivitate corespunzătoare, pentru a determina unghiul la care acestea sunt egale cu 9, iar funcția corespunzătoare pentru a calcula valoarea pentru acest unghi.

Cu toate acestea sistemul Maple indică coordonatele de la orice punct de pe grafic indicat de cursor, care reduce foarte mult complexitatea lucrării.

Obținem din graficele Fig.9 și Fig.19 că nivelurile lobilor laterali din avioane E și H sunt, respectiv, 9,98 și 9,22. Traducerea acestor valori în decibeli, obținem -21.9 dB și -13.2 dB.

Figura 9. model de antenă în E planul (coordonate carteziene).

Figura 19. Diagrama de antenă în planul H (coordonate carteziene).

Eroarea relativă lățime Nam

Eroare la determinat prin formula

antenă toleranțele de fabricație

Abaterea Crednekvadratichnoe a suprafeței lentilei estimată nu trebuie să depășească 15 mm.

Devierea dimensiunea nu trebuie să depășească 2,5 mm.

literatură

1. R. Kühn antene de microunde: Trans. cu ea. / Ed. -wa. L. Shipbuilding. 19c.

2. 3. G. Eisenberg Tereshin VHF. La 2 ore. / Ed. 3. G. Eisenberg M: Comunicații. 1977 Ch 2, 288.

3. Un Feldgiteyn, L. Smirnov, P. Handbook artei elementampolnovodnoy. M: Radio sovietic. 19c.

4. Danilov și dispozitiv de frecvență ultraînaltă. Calculul și proiectarea dispozitivelor de microunde: Proc. Manual / LIAN. L. 19c.

5. Khramchenkov și reflector de proiectare antene: Metoda, un decret la proektarovaniyu curs. Partea 1. reflectoare reflectorului antene / LÎPA. L. 19c.

6. Sour -fktsernye ustroy-
Proprietăți. M: Radio sovietic. 19c.

7. Utrobin O. B, electrodinamică Jukov. Dispozitiv de antenă și propagarea undelor electromagnetice. Colectarea de sarcini. - St Petersburg: SPbGTU, 19c.