ерерізу хвилеводу
Згідно з завданням, робочий діапазон частот становить 12 ... .16 ГГц. Проведемо розрахунок живильної лінії для центральної частоти f 0=14 ГГц.
Для робочої довжини хвилі
? 21,429 мм
проведемо розрахунок однохвильова режиму роботи полого прямокутного металевого хвилеводу.
Для забезпечення однохвильова режиму роботи лінії необхідно виконання наступної умови:
або
де
а - розмір широкої стінки прямокутного хвилеводу.
Однак, при наближенні робочої довжини хвилі до критичної, різко зростають втрати в лінії, і знижується її електропрочность. Тому на практиці частіше використовують іншу формулу:
при
Звідси, знаючи кордону робочої смуги, можна отримати наступне умова для вибору розміру широкої стінки прямокутного хвилеводу:
або в явному вигляді (мм)
Вибір розміру вузької стінки визначається, як правило, міркуваннями забезпечення найбільшої граничної потужності і зменшення коефіцієнта загасання в лінії. Тому зазвичай приймають
Звідси (мм)
За довідником [6] вибираємо найбільш підходящий стандартний хвилевід. Це хвилевід марки R140, для якого:
· діапазон частот для основного типу хвиль 11,9? 18,0 ГГц;
· внутрішні розміри a =15,799 мм; b =7,899 мм;
· товщина стінок t =1,015 мм;
· зовнішні розміри a 1 =17,83 мм; b 1 =9,93 мм;
· затухання на частоті 14,2 ГГц -? 1=0,176 дБ/м
Звідси=31,598 мм
Розрахуємо основні характеристики лінії на центральній частоті.
Довжина хвилі в хвилеводі
=29,158 мм
Фазова швидкість v ф
м/с
Швидкість перенесення енергії v е
м/с
Характеристичне опір:
Ом
У разі хвилі Н 10 , вираз для граничної потужності в лінії запишеться у вигляді:
? 0,56 МВт
де=29 кВ/см - електрична міцність сухого повітря при нормальному атмосферному тиску.
Допустиму потужність в лінії приймають як
Отже=140,05 кВт
Визначення кількості щілин в антені
При заданому КНД для рівномірного амплітудного розподілу
Вибираємо N =3.
Розрахунок волноводно-щілинний решітки
1) Вибір типу волноводно-щілинний антени.
У відповідності із завданням, допустимий рівень бічних пелюсток по напруженості поля складає - 13 дБ.
Тоді на підставі Таблиці 5.2 [3, стор.141], можна зробити висновок, що необхідний рівень бічного випромінювання може бути досягнутий при рівномірному амплитудном розподілі уздовж щілинний антени. Поляризація випромінюваного поля - вертикальна, тому в якості випромінюючих елементів використовуємо поздовжні переменнофазние щілини. Для забезпечення кращого узгодження антени з живильної лінією в якості волноводно-щілинний антени вибираємо нерезонансну антену.
) Розрахунок відстані між щілинами d і довжини щілинний антени
У нерезонансну волноводно-щілинний антені відстань між сусідніми випромінювачами d повинне відрізнятися від половини довжини хвилі в хвилеводі. Однак наявність фазового набігу за елементами решітки призводить до відхилення головної пелюстки від нормалі і появі бічного випромінювання підвищеного рівня.
Тому виберемо, мм
Тоді довжина щілинний антени
мм
) Визначення положення кожної щілини на широкій стінці хвилеводу
Для визначення положення кожної щілини на широкій стінці хвилеводу скористаємося одним з методів розрахунку волноводно-щілинний антени.
При рівномірному амплитудном розподілі потужність випромінювана кожної щілиною однакова.
Розподіл випроменених потужностей має бути унормовано таким чином, щоб
Де потужність на вході антени прийнята рівною одиниці ( Р 0=1);
- відношення потужності, що поглинається в навантаженні P L , до потужності на вході антени Р 0.
Відносна потужність випромінювання P n визначається коефіцієнтом зв'язку щілин з х...
