Расчёт и проектирование ФАР

 

 

,

где , ;

 

Общий (суммарный) коэффициент отражения  определяется по формуле:

,

где – суммарные потери на отражение в конечной ФАР, определяется по графику [1, стр. 199],   .

Получаем,

 

Полученное  подходит под условие .

 

 

Находим коэффициент затухания в волноводе ():

 

 

где, – размеры волновода;

 – волновое сопротивление свободного пространства, ;

– удельная проводимость материала волновода, для латуни;

 – глубина проникновения электромагнитного поля в стенки волновода.

,

где – скорость света, ;

– абсолютная магнитная проницаемость воздуха, .

Получаем,

 

Подставим все полученные значения в выражение для КПД:

 

Коэффициент усиления антенны (КУ):

КУ (G) антенны показывает во сколько раз необходимо увеличить подводимую мощность при переходе от направленной антенны к абсолютно ненаправленной антенне, чтобы получить то же значение напряженности поля в точке приема.

Коэффициент усиления ФАР при известных КНД и КПД равен:

,

 

3.  Описание конструкции

В данной работе проектируется линейная ФАР с электрическим сканированием.

Независимо от схемы построения ФАР, в ней можно выделить однородные блоки, состоящие из ряда элементов и устройств СВЧ. Эти блоки объедены распределительным фидером. Основным элементом модуля являются излучатель (или их группа), фазовращатель и элемент связи с распределительным фидером.

Элементом связи является направленный ответвитель. Он представляет собой два пересекающихся под прямым углом волновода, в общей широкой стенке которых на расстоянии от узкой стенки прорезано отверстие связи. Одно плечо направленного ответвителя образует отрезок распределительного фидера, а другое нагружено на мост и поглощающую нагрузку. Поглощающая нагрузка предусмотрена для компенсации переотражений, возникающих в модуле.

 

Направленность действия одного излучателя (например, симметричного вибратора) простейшей антенны невысокая. Для увеличения направленности действия применяются системы излучателей – антенные решетки (АР). Фазированные антенные решетки (ФАР) характеризуются включением в тракт системы фазовращателей, осуществляющих управление фазовым распределением для электрического сканирования.

Элементарная база линейной ФАР, использованной в данном проекте, включает в себя: излучатели, направленные ответвители, сам тракт СВЧ и отражательные фазовращатели. Т.к. главным элементом ФАР служит фазовращатель, то от его исполнения зависит не только тип тракта СВЧ, но и тип излучателя. В качестве излучателя в данной работе выбран рупор. Направленные ответвители на тракте СВЧ обеспечивают заданное амплитудное распределение между всеми излучателями системы. Согласующие нагрузки, установленные рядом с направленными ответвителями выполнены из радиопоглощающего материала и служат, соответственно, для поглощения отраженной волны.

 

Исходя из размеров полученной ФАР и из того, что техническое задание было в данном курсовом проекте удовлетворено следует, что спрокетированную ФАР вполне можно ставить на самолеты.

 

 

 

 

5. Выводы.

 

Проанализировав проделанное  нами проектирование, можно вынести  заключение о том, что мы полностью  оправдали требования, предъявленные  в задании на проектирование. Приведенные  в расчетно-пояснительной записке  диаграммы направленности доказывают, что разработанная ФАР обеспечивает: необходимую ширину луча сканирования, требуемое подавление боковых лепестков, малую степень девиации характеристики при отклонении луча на максимальный угол и частотной перестройке. Согласно расчетам, также обеспечивается КБВ  со значением выше минимально допустимого. Также отметим, что величина мощности на выходе передатчика в импульсе много меньше предельно допустимой, что обеспечивает высокие показатели стабильности работы ФАР. Из всего вышесказанного следует, что все условия удовлетворены и проектирование ФАР можно считать успешно выполненным.

 

 

 

6. Список используемой литературы.

 

1. «Антены и устройства СВЧ, проектирование ФАР» Под редакцией Д.И. Воскресенского. “Радио и связь”, 1994 г.
2. «Антены и устройства СВЧ, проектирование ФАР» Под редакцией Д.И. Воскресенского. “Радио и связь”, 1981 г.
3. «Антены и устройства СВЧ: учебное пособие для радиотехнических спец. вузов» Под редакцией Д.М. Сазонова. “Высшая школа”, 1988 г.