АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ. РЕФЛЕКТОРНЫЕ АНТЕННЫ. АНТЕННЫ ДЛЯ ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЯ И БАЗОВЫХ СТАНЦИЙ

0
...

Плоская антенная решетка с дискретным фазированием.
Исходные данные:
1. Частота f, ГГц;
2. Ширина ДН по уровню половины мощности в градусах;
3. Уровень боковых лепестков -δ дБ;
4. Максимальный угол отклонения луча при сканировании в конусе θm, в градусах;
5. Мощность передатчика в импульсе Р, кВт;
6. Тип излучателя.

Таблица 6.1

варианта f, ГГц
Δθ0,5XZ Δθ0,5YZ - δ, дБ θm Р, кВт Тип излучателя
33 2,5 8 4 21 40 2,0 Спиральная антенна

Выбрать и рассчитать:
1. Параметры одиночного излучателя;
2. Количество элементов и шаг решетки;
3. Распределение возбуждения по элементам решетки;
4. Схему питания и фазирования решетки, дискретфазирования;
5. Параметры линии передачи;
6. Схему фазовращателя, тип диодов, основные конструктивные размеры фазовращателя;
7. Диаграмму направленности в главныхплоскостях и диагональной плоскости для нормального и отклоненного луча при полученном алгоритме управления лучом.

6.1 Плоская антенная решетка с дискретным фазированием.
Исходные данные:
1. Частота f, ГГц;
2. Ширина ДН по уровню половины мощности в градусах;
3. Уровень боковых лепестков -δ дБ;
4. Максимальный угол отклонения луча при сканировании в конусе θm, в градусах;
5. Мощность передатчика в импульсе Р, кВт;
6. Тип излучателя.

Таблица 6.1

варианта f, ГГц
Δθ0,5XZ Δθ0,5YZ - δ, дБ θm Р, кВт Тип излучателя
33 2,5 8 4 21 40 2,0 Спиральная антенна

Выбрать и рассчитать:
1. Параметры одиночного излучателя;
2. Количество элементов и шаг решетки;
3. Распределение возбуждения по элементам решетки;
4. Схему питания и фазирования решетки, дискрет фазирования;
5. Параметры линии передачи;
6. Схему фазовращателя, тип диодов, основные конструктивные размеры фазовращателя;
7. Диаграмму направленности в г лавных плоскостях и диагональной плоскости для нормального и отклоненного луча при полученном алгоритме управления лучом.

Параметры линии передачиЛиния передачи является микрополосковой, т. к. диэлектрическая проницаемость материала подложки . Выберем высоту подложки h=3 мм и толщину полоска t=20 мкм, волновое сопротивление линии =25 Ом, при этом ширина полоска составит w=9,2 мм. Эти параметры обеспечивают реализуемость конструкции делителей мощности и ФВСхему фазовращателя, тип диодов, основные конструктивные размеры фазовращателяДискретное фазирование приводит к росту УБЛ, поэтому дискрет фазы выбирается из учета максимального допустимого роста боковых лепестков и минимальной дискретности перемещения луча при сканировании. , где -дискрет фазы.=-21 дб, определяем =2/5,66. При этом. M=8=, т. е. ФВ является 3- разряднымСтруктурная схема ФВДиаграмму направленности в главных плоскостях и диагональной плоскости для нормального и отклоненного луча при полученном алгоритме управления лучом; 6.2 Рефлекторная параболическая антеннаИсходные данные:Частота f ГГц;Ширина диаграммы направленности в вертикальной плоскости Δθ0,5XZ и горизонтальной плоскости Δθ0,5YZ по уровню – 3 дБ, в градусах;Уровень боковых лепестков δ дБ;Тип облучателя;Форма раскрыва;6. Мощность передатчика P = 2 кВт. Таблица 6.2 №вариантаf, ГГцΔθ0,5XZΔθ0,5YZ- δ, дБТип излучателяФорма раскрыва316,0101025Спиральная антеннаКругВыбрать и рассчитать:Основные параметры облучателя и размеры зеркала;Диаграмму направленности антенны в вертикальной и горизонтальной плоскостях;Распределение поля в раскрыве;Линию передачи.Основные параметры облучателя и размеры зеркалаλ=cf=3×1086×109м=0.05 мDвитка=λπ=0,053,14=0,016 (м) (диаметр)Dвитка=1,15L, L=D1,15=0,014 (м)l=λcosγ=0,050,97=0,0515 (м) (длина витка)S=lsinγ=0,0515∙0,242=0,0125 (м) (расстояние между витками)10=72,2λ2R;R=0,1805 (м) (радиус раскрыва)S=πR2=0,10 (м2) (площадь раскрыва)0.16 (м) (фокусное расстояние)(глубина зеркала)(общая эффективность антенны)Диаграмму направленности антенны в вертикальной и горизонтальной плоскостях;=0,4(из Таблицы 3.2)Распределение поля в раскрыве=0,4(из Таблицы 3.2)Линию передачиРис. 6.2.1 ОблучательРис. 6.2.2 Общий вид антенны6.3 Антенны для телерадиовещания и базовых станций подвижной связи.Исходные данные:Частота f, МГц;Параметры диаграммы направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях (по уровню –3 дБ) в градусах, уровень боковых лепестков;Мощность передатчика Р, кВт;Высота фазового центра антенны – h, в метрах;Тип излучателя и поляризация поля.Таблица 6.3№вариантаf, МГцΔθ0,5θΔφ- δ, дБР, кВтh, мТип излучателяПоляри-зация328007-15170Полуволновый вибраторНаклонная450Выбрать и рассчитать:Размеры и характеристики направленности одиночного излучателя;Количество элементов и шаг решетки в вертикальной плоскости, число элементов в этаже;Распределение возбуждения по элементам;Угол наклона максимума диаграммы направленности к горизонту;Схему питания и симметрирования одиночных излучателей и антены в целом;Параметры линии передачи и затухания в ней;Диаграмму направленности антенны в вертикальной и горизонтальной плоскостях.Размеры и характеристики направленности одиночного излучателяλ=cf=3×1088×108м=0.375 мλ=2l0=0.375 м (длина вибратора с реактивной составляющей)K=0.88…0.96, K= 0.92 2l= K2l0=0.345 м (длина резонансного вибратора (без реактивной составляющей))По рисунку определяем 2p: λ2p=80, 2p=0.0046875 м (диаметр вибратора)Количество элементов и шаг решетки в вертикальной плоскости, число элементов в этажеС учётом того, что Δθ0,5θ < 10°, можно считать, что расширение лепестка происходит только в плоскости сканирования.