Курсовая работа на тему: Тип антенны : оптимальная волноводно-щелевая решетка

Введение

Волноводные-щелевые решетки (ВЩР) являются одним из видов линейных многоэлементных антенн (антенных решеток). Щелевые волноводные антенны применяются также в качестве антенн с механическим, электромеханическим и электрическим сканированием. Наибольшее распространение получили щелевые волноводные антенны, выполненные на основе прямоугольного волновода с волной Н10.

ВЩР обеспечивают сужение ДН в плоскости, проходящей через ось волновода.

Основные достоинства ВЩР :

1. Ввиду отсутствия выступающих частей, излучающая поверхность ВЩР может быть совмещена с внешней поверхностью корпуса летательного аппарата, не внося при этом дополнительного аэродинамического сопротивления (бортовая антенна) ;

2. В них могут быть реализованы оптимальные ДН, т.к. законы распределения поля в раскрыве могут быть различными за счет изменения связи излучателей с волноводом ;

3. Они имеют сравнительно простое возбуждающее устройство, просты в эксплуатации.

Недостатком ВЩР является ограниченность диапазонных свойств. При изменении частоты в несканирующей ВЩР происходит отклонение луча в пространстве от заданного положения, сопровождающееся изменением ширины ДН и ее согласования с питающим фидером.

В настоящее время применяются три вида волноводно-щелевых

антенн:

1. Резонансные

2. Нерезонансные

3. Щелевые волноводные антенны с согласованными щелями

В резонансных антеннах расстояние между соседними щелями равно lв или lв/2. Таким образом, резонансные антенны являются синфазными и, следовательно, направление излучения совпадает с нормалью к продльной оси антенны. Такая антенна может быть хорошо согласованна только в весьма узкой полосе частот. Действительно, т.к. каждая щель отдельно не согласована с волноводом, то все отраженные от щелей волны складываются на входе антенны синфазно и коэффициент отражения системы становится большим. Очевидно, что это рассогласование можно компенсировать на входе антенны с помощью какого-нибудь элемента настройки, но т.к. уже при малых изменениях частоты согласование нарушается, то антенна остается очень узкополосной.

Нерезонансными называются антенны, у которых расстояние между соседними щелями в пределах рабочей полосы несколько больше или несколько меньше lв/2. Характерной особенностью нерезонансных антеннявляется более широкая полоса, в пределах которой получается хорошее согласование. Отличие расстояние между соседними щелями от lв/2 приводит к несинфазному возбуждению щелей падающей волной. В результате вдоль антенны получается линейное изменение фазы, что вызывает некоторое отклонение направления максимального излучения от нормали к оси.

Особую группу составляют антенны с согласованными щелями. Щели втаких антеннах располагаются обычно на расстояниях, равных lв/2. В антеннах с согласованными щелями отраженные волны отсутствуют. Распределние поля в раскрыве антенны получается синфазным. Направление максимального излучения на основной волне совпадает с нормалью к оси антенны.

В случае наклонных щелей на боковой стенке волновода дополнительный фазовый сдвиг 180о получается за счет изменения угла наклона щели ±а. Следовательно, результирующий сдвиг по фазе соседних излучателей оказывается равным 360о или 0о независимо от типа нагрузки на конце антенны.

Оглавление

- 1. Введение ............................................................................. 4

- Расчет питающего волновода

- Расчет антенной решетки

- Расчет системы возбуждения волновода

- 5. Заключение ........................................................................ 17

- 6. Список литературы ........................................................... 18

Заключение

В данной курсовой работе был произведен расчет оптимальной волноводно-щелевой решетки. При этом было выбрано Дольф-Чебышевское распределение как наиболее отвечающее поставленным условиям .А также соглассование волновода с коаксиальным кабелем

(основные параметры соглассования r, d, xо, zо, lо)

Основные характеристики расчитанной ВЩР :

Количество щелей - 30;

КПД = 82%

Ширина ДН 2q0.5=8°

Уровень первого токового лепестка -30 Дб

Список литературы

1. Антенны и устройства СВЧ (проектирование фазированных антенных решеток). Под ред. Д.И.Воскресенского.

2. Г.З.Айзенберг. Антенны ультракоротких волн.

3. Расчет и проектирование антенно-фидерных устройств. Под ред. В.А.Наследника

4. М.С.Жук. Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств.

5. А.С.Лавров, Г.Б.Резников. Антенно-фидерные устройства.