Міністерство загальної та професійної
освіти Російської Федерації
РГРТА
Кафедра РУС
Реферат :
В« Синфазна решітка з рупорних антен В»
Рязань 2001 м.
Зміст
Введення
1. Теоретична частина
2. Розрахунок одиночного рупора
3. Розрахунок антеною решітки
Висновок
Список літератури
Введення
Рупорні антени є найпростішими антенами НВЧ-діапазону. Випромінювач типу відкритого кінця хвилеводу можна розглядати як рупор, у якого кут розкриття дорівнює нулю. Для отримання гострішою діаграми спрямованості перетин стандартного хвилеводу можна збільшувати плавно, перетворюючи хвилевід в рупор. У цьому випадку структура поля в хвилеводі в основному зберегтися. У горлі рупора, тобто в місці його з'єднання з хвилеводом, все ж виникають вищі типи хвиль. Однак якщо кут розкриву рупора не надто великий, то хвилі всіх типів, крім основного, швидко загасають в околиці горловини рупора, а по рупора поширюватиметься тільки коливання основного типу.
Основні типи рупорів утворюються в результаті розширення прямокутного або круглого хвилеводу. Якщо розширення прямокутного хвилеводу відбувається тільки в одній площині, то виходить секторіальний рупор. Залежно від того, в якій площині відбувається розширення, розрізняють Н-площинні та Е-площинні секторіальні рупори. Якщо прямокутний хвилевід розширюється відразу в двох площинах, виходить пірамідальний рупор. Розширюється круглий хвилевід утворює конічний рупор. Крім зазначених типів, застосовуються ще комбіновані прямокутні рупора. p> Рупорні антени можуть застосовуватися як самостійно, так і в якості елементів більш складних антен. Рупорні антени дозволяють формувати діаграми напруженості (ДН) шириною від 100-140 градусів до 10-20 градусів. Можливість подальшого звуження ДН обмежується необхідністю різкого збільшення довжини рупора. Рупорні антени є широкосмуговими, вони забезпечують приблизно полуторна перекриття по діапазону. Можливість зміни робочої частоти в ще більших межах обмежується збудженням і поширенням, в живильному хвилеводі вищих типів хвиль. Коефіцієнт корисної дії рупора - високий (Приблизно 100%). Включення до хвилеводної тракт фазує секції або в розкривши поляризаційної решітки забезпечує створення поля з круговою поляризацією. Для формування вузьких ДН можуть бути використані двовимірні решітки з невеликих рупорів. Для цього треба взяти кілька слабонаправленних випромінювачів, розташувати їх певним чином у просторі, живити від загального генератора і підібрати належним чином амплітуди і фази їх струмів.
1. Теоретична частина
Розрахунок рупорних антен заснований на результатах їх аналізу, тобто спочатку орієнтовно задаються геометричними розмірами антени, а потім визначають її електричні параметри. Якщо розміри обрані невдало, то розрахунок повторюється знову. p> Поле випромінювання рупорної антени, як і всіх антен СВЧ, визначається наближеним методом. Сутність наближення полягає в тому, що незважаючи на зв'язок між полем всередині і поза рупора, внутрішню задачу вирішують незалежно від зовнішньої, і отримані з цього рішення значення поля в площині розкриву рупора використовують для вирішення зовнішньої завдання.
Амплітудне розподілення поля в розкриваючи рупора приймається таким же, як і в живильному його хвилеводі. При порушенні рупора прямокутним хвилеводом з хвилею Н10 уздовж осі X (що проходить в площині Н) розподіл амплітуди поля косінусоідальное, а вздовж осі Y (що проходить в площині Е) амплітудне розподіл рівномірний
У зв'язку з тим, що фронт хвилі в рупорі не залишається плоским, а трансформується в циліндричний в секторіальних рупорі і в сферичний в пірамідальному і конічному, то фаза поля по розкриву змінюється за квадратичним законом.
Описані амплітудне і фазовий розподіл поля по розкриву є наближеними. Деякий уточнення дає облік відображення від розкриву хоча б тільки основного типу хвилі. При цьому треба мати на увазі, що коефіцієнт відбиття зменшується зі збільшенням розкриву.
Діаграма спрямованості рупорної антени за відомим полю в розкриваючи може розраховуватися методом хвильової оптики на основі принципу Гюйгенса і формули Кірхгофа. Застосування формули Кірхгофа до електромагнітного поля не є строгим. Маючи вираз для діаграми спрямованості, можна знайти коефіцієнт спрямованої дії антени, залежність ширини діаграми спрямованості від розмірів розкриву і інші характеристики антени.
Рупорна антена складається з рупора, хвилеводу і збудливого пристрою.
2. Розрахунок одиночного рупора
1). Вибір хвилеводу. p> Хвилевід вибираємо виходячи із заданої робочої частоти:
...
