Курсовая работа (т): Антенна импульсной РЛС с подавлением отражений от метеоосадков

Таблица 2 Координаты на раскрыве r

и нормируем ее к радиусу раскрыва зеркала [1, с.14]:: r₀ = D/2. r₀ = 84.08. В дальнейшем рассчитываем E_m() (Глава 5) и строем ее в координатах раскрыва r/r₀.

Глава 4. Расчет диаграммы направленности облучателя в главных плоскостях

Диаграмма направленности конического рупора с волной H₁₁ рассчитывается по выражениям [1, с.15]:

E пл-ть: Fобл (Y) =  * L1 (U)

H пл-ть: Fобл (Y) =  *  ,

здесь углы отсчитываются от нормали к раскрыву рупора; U =  * sin Y ; k =  - волновое число; L1 (U) и  - лямбда функция и функция Бесселя соответственно. Результаты расчета для Е-пл. представлены в таблице 3, для Н-пл. в таблице 4.

Таблица 3

Таблица 4

Диаграмма направленности облучателя в главных плоскостях построена на рисунке 5.

Рисунок 5. Диаграмма направленности облучателя в главных плоскостях.

Из полученного графика видно, что плоскость H шире плоскости E. Чтобы уровнять эти диаграммы, необходимо использовать широкополосный гофрированный рупор (описание рупора и патент подробно рассмотрены в обзоре литературы).

Глава 5. Расчет распределения поля в раскрыве зеркала и аппроксимирующих функций

По формуле E_ms = cos² fобл(Y) производится расчет поля в раскрыве [1, с.14]. Далее подбирают теоретическую аппроксимирующую функцию [1, с.14]:

E_ms = D + (1 - D) * [1 - ()²]^p

Рассчитанные значения r/r₀ для всех значений P представленный в таблице 5.

Таблица 5 Рассчитанные значения r/r₀ для всех значений P

Рисунок 7. Аппроксимирующие функции.

Выбираем функцию при p = 2.

Глава 6. Расчет диаграмм направленности зеркала в главных плоскостях и КУ

Диаграмма направленности антенны для круглого раскрыва диаметром D имеет вид [1, с.16]:

f (Q) =  *

Значения  лямбда-функции от аргумента U =  * sinQ. При расчете аргумента U угол задается в пределах и с шагом, необходимым для расчета 5 … 7 точек на главном лепестке диаграммы направленности и прохождения максимума первого бокового лепестка (в нашем случае достаточно 4, потому что уже на 4 значении (2.5⁰) диаграмма уходит в отрицательную плоскость и проходит максимум первого бокового лепестка).

Рисунок 8. Диаграмма направленности антенны.

Глава 7. Расчет элементов фидерного тракта

В антенной системе используется

) поляризатор;

) вращающееся сочленение;

) АП.

Принцип работы вращающегося сочленения и АП подробно рассмотрены в обзоре литературы. Волноводный поляризатор же обеспечивает увеличение развязки по поляризации в рабочем диапазоне частот. Поставленная задача решается тем, что в волноводный поляризатор, состоящий из отрезка волновода, например, круглого поперечного сечения и фазосдвигающей секции, выполненной в виде решетки из прямолинейных проводников, расположенных в плоскости, проходящей через ось волновода, согласно изобретению фазосдвигающая секция выполнена в виде густой решетки из прямолинейных коротких проводников, содержащей бесконтактные проводники, причем бесконтактные проводники закреплены внутри волновода с помощью диэлектрических держателей, например в виде трубок, или с помощью общей диэлектрической пластины.

Глава 8. Описание конструкции

Разработанная антенная система состоит из вращающегося сочленения по УМ, вращающегося сочленения по АЗ, антенного переключателя, прямоугольных и круглых волноводов, облучателя в виде гофрированного рупора, зеркала в виде параболоида вращения. Подробное описание и патенты всех перечисленных составляющих приведены в обзоре литературы курсовой работы. Одним из условия технического задания является создание антенна импульсной РЛС с подавлением отражений от метеоосадков. Метеоосадки ориентированы в пространстве стабильно (вертикально либо горизонтально), поэтому при излучении сигнала вертикальной или горизонтальной поляризации, от них будет сильное отражение, из-за которого мы не будем наблюдать цели. Чтобы избежать этого, необходимо излучать сигнал с круговой поляризацией, для этого в нашем устройстве используется фазовращатель. При излучении сигнала с круговой поляризацией, отражений от осадков будет значительно меньше, чем при использовании вертикальной или горизонтальной поляризации, но они все же будут, но по сравнению с сигналом, отраженного от цели, отражения будут малы.

Заключение

Результатом работы является спроектированная зеркальная антенна в виде параболоида вращения, облучатель - конический рупор, удовлетворяющая заданным техническим требованиям. Рассчитанная диаграмма направленности антенны (рис.8), правильно подобранный облучатель, разработанная принципиальная схема антенно-фидерного тракта (рис.2) и структурная схема радиотехнической системы (рис.1). В данной работе в качестве облучателя подобран широкополосный гофрированный рупор (рис.6). Спроектированная антенна с реальными размерами отражена на чертеже, прикрепленному к курсовой работе.

Список используемой литературы

1. Устройства сверхвысоких частот и антенны. Методические указания к курсовому проектированию. Составитель Л. А. Федорова.

. Расчет и проектирование линзовых антенн. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Составители Л. А. Федорова. и А. Ю. Мельникова.

. Антенны и устройства сверхвысоких частот. Расчет и проектирование устройств СВЧ. Учебное пособие. Б.Т. Никитин, Л. А. Федорова, Ю. Н. Данилов.

. Лекции Л. А. Федоровой по курсу «Устройства СВЧ и антенны».

. Разработка и оформление конструкторской документации РЭА: Справочник / Под ред. Э.Т. Романычевой.

. Расчет и конструирование антенно-фидерных устройств. Харьков: Изд-во Харьковск ун-та, 1960.

. Изготовление элементов конструкции СВЧ. Волноводы и волноводные устройства. Учебное пособие для вузов. Бушминский Н.П. Высшая школа, 1974.

. Устройства сверхвысоких частот. Альтман Д.Т. 1968.

. Антенны и устройства СВЧ. Расчет и проектирование антенных решеток и их излучающих элементов: Учеб. Пособие для вузов/ под ред. Д. И. Воскресенского. Радио и связь, 1994.