РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе работы рассмотрены основные принципы построения РЛС и действия линзовых антенн, работающих в диапазоне СВЧ. Произведено определение основных соотношений для расчета геометрических параметров линзовых антенн с замедляющим типом линз, имеющим плоский излучающий раскрыв прямоугольной формы. Осуществлен расчет характеристик излучения линзовых антенн, геометрических и электрических облучателя, одного из наиболее часто использующихся в линзовых антеннах.
С практической точки зрения к достоинствам импульсных РЛС можно отнести возможность использовать одну антенну для приема отраженных сигналов и для излучения зондирующих импульсов, сравнимую простоту конструктивного выполнения и возможность размещения их на транспортном средстве, удобство визуального наблюдения цели в системе ...

СОДЕРЖАНИЕ
ЗАДАНИЕ 3
1. ВВЕДЕНИЕ 4
2. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА РАДИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 6
3. РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЛИНЗЫ 8
4. РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ОБЛУЧАТЕЛЯ 11
5. РАСЧЕТ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ЛИНЗОВОЙ АНТЕННЫ 15
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 18
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 19

1. ВВЕДЕНИЕ
Линзовая антенна состоит из корпуса линзы и облучателя (первичного излучателя). Принцип действия линзовой антенны, как и в оптике, основан на том, что линза, через которую проходит излучение облучателя, представляет собой среду с коэффициентом преломления, отличным от единицы. Отдельные виды линзовых антенн различаются, главным образом, конструкцией и коэффициентом преломления преломляющей среды. Из-за большой длины электромагнитных волн по сравнению со световыми преломляющая среда, в отличие от оптической, может быть неоднородной и представлять структуру, состоящую из отдельных частиц, или любую другую периодическую.
В противоположность «естественному» диэлектрику такая структура называется искусственным диэлектриком. Под ним понимают среду, в которой могут распространяться э лектромагнитные волны и которая состоит из изготовленных искусственно проводящих или непроводящих элементов. Электрически искусственные диэлектрики оказывают то же действие, что и естественные, вызывая изменение фазовой скорости электромагнитных волн. Это свойство количественно выражается через коэффициент преломления.
Поскольку линзовые антенны принципиально позволяют формировать диаграммы направленности любой формы, то возможности их применения в технике СВЧ весьма разнообразны. Так, например, линзовые антенны, формирующие узкий игольчатый луч диаграммы направленности (ДН), широко применяются в качестве антенных систем радиолокационных станций (РЛС) обнаружения и сопровождения. Цилиндрические линзовые антенны, позволяющие формировать веерную ДН, могут использоваться в доплеровских измерителях скорости и сноса (ДИСС) бортовых РЛС, а также в системах картографирования местности. Линзовые антенны с облучателями в виде решетки элементарных излучателей способны формировать многолучевые ДН.
Такие антенны находят применение в бортовых системах искусственных спутников Земли (ИСЗ) и обеспечивают их связь с наземными станциями, позволяя осуществлять разделение каналов связи.

Синхронизатор – обеспечивает синхронную и синфазную работу всех устройств РЛС.УОИ – обеспечивают возможность измерения дальности и угловых координат.Устройство управления антенной – обеспечивает либо круговой, либо секторный обзор.Устройство определения координат – позволяет определять азимут цели.РПДУ обычно включает в себя модулятор и генератор ВЧ сигналовМодулятор,используя синхронизированные импульсы, формирует импульсы необходимой амплитуды, длительности и формы. Этот импульс является управляющим для генератора ВЧ сигналов. ВЧ короткие импульсы по фидерному тракту подводятся к антенне через антенный переключатель. АП автоматически отключает приемник и предотвращает поступление мощных ВЧ сигналов с передатчиков на вход приемника. В состав АП входят мощные разрядники, которые отключают приемник. Когда во время паузы ожидается приход отраженного импульсного сигнала, АП отключает цепи РПДУ, и весь отраженный сигнал поступает на вход приемника.Для повышения чувствительности приемника стараются уменьшить фидерный тракт с тем, чтобы на вход приемника поступал принятый сигнал без ослабления. С выхода приемника после усиления и детектирования сигналы поступают на оконечные устройства (УОИ).2Расчет геометрических характеристик диэлектрической линзыНа рис.2 представлен профиль замедляющей диэлектрической линзовой антенны с плоским круглым излучающим раскрывом и облучателем, расположенным в точке фокуса F. На рис.7 приняты следующие обозначения: – фазовый центр облучателя; – фокусное расстояние; – диаметр сферической линзы; – толщина линзы; – текущий угол раскрыва линзовой антенны;– угол раскрыва линзовой антенны; – текущий радиус раскрыва линзы; – радиус раскрыва линзы;– расстояние от фазового центра облучателя до края раскрыва линзы; - текущее расстояние от фазового центра облучателя до освещенной поверхности линзы.Рис. 2. Профиль замедляющей диэлектрической линзовой антенныГеометрические размеры излучающего раскрыва замедляющей диэлектрической линзы D в главных плоскостях определяются на основании соотношения (3.1):(3.1)где – коэффициент, учитывающий закон распределения амплитуды поля на излучающем раскрыве D в соответствующей плоскости.Так как в соответствии с техническим заданием ширина ДН в главных ортогональных плоскостях не одинакова, то линза имеет прямоугольный раскрыв.Размер раскрыва линзы DH в Н-плоскости будет определяться заданной шириной диаграммы направленности линзовой антенны в этой плоскости 2ϑр/2, размер раскрыва линзы DE вЕ-плоскости – шириной ДН линзовой антенны в Е-плоскости, т.е. 2ϕр/2.При выборе коэффициента руководствуются требуемым уровнем первого бокового лепестка или заданным уровнем поля на краю раскрыва, а также предлагаемым законом линзы. Последний определяется типом облучателя линзы.Для линзы с прямоугольной излучающей апертурой при косинусоидальном законе распределения поля с уровнем поля на краю Δ = 0,4, коэффициент А° = 57,5°, при этом уровень первого бокового лепестка составит –18,6 дБ. ТогдаОпределим коэффициент преломления n замедляющей диэлектрической линзы, используя следующее соотношение:(3.2)где ε – относительная диэлектрическая проницаемость материала, из которого изготовлена замедляющая линза.Выберем фокусное расстояние для замедляющей диэлектрической линзы:(3.3)1,5∙0,383 = 0,575 мОпределим толщину замедляющей линзы по формуле:(3.4)Подставив исходные и найденные данные получаем: мОпределим угол раскрыва диэлектрической линзы из соотношения:(3.5)Откуда находим, что:рад, Рассчитаем профиль освещенной поверхности замедляющей диэлектрической линзы:(3.6)где угол θ меняется в пределах от 00 до . По результатам расчетов строится зависимость , отражающая изменение выпуклого по отношению к падающей электромагнитной волне профиля линзы (рис. 3).Рис. 3. Профиль линзыРассчитаем множитель , учитывающий влияние параметров замедляющей линзы на распределение амплитуды поля наее раскрыве.В замедляющих линзах, плотность потока падающей на них электромагнитной волны к краям раскрыва линзы существенно уменьшается по сравнению с центром.Для сферической диэлектрической линзы амплитудный множитель будет определяться соотношением:(3.7)По результатам расчетов проведенных по формуле (3.7) строится график зависимости , при условии, что угол меняется в пределах от 00 до (рис.4).Рис. 43Расчет геометрических размеров и характеристик облучателяРассмотрим,в соответствии с заданием, в качестве облучателя линзовой антенны линейную систему синфазных излучателей. На рис. 5приведена конструкция – линейная система, состоящая изсинфазных излучающих щелей, прорезанных на широкой стенке волновода прямоугольного сечения, питаемого полем волны типа Н10.Рис. 5.