Комунікації та зв’язок Колінеарні антенні грати з послідовним збудженням, Курсова робота
Міністерство освіти України.
Рязанська державна радіотехнічна академія.
Курсова робота з дисципліни «Розповсюдження радіохвиль та АФУ ССПО» на тему: «Коллінеарні антенні грати з послідовним збудженням»
У цій роботі необхідно розрахувати колінеарну антенну решітку з послідовним збудженням, для цього ми будемо використовувати модель антенної решітки Марконі-Франкліна. Як випромінювач будемо використовувати напівхвильові вібратори, т.к. вони досить високий ККД.
Вібраторні випромінювачі широко використовуються як елементи антенних решіток у метровому, дециметровому та сантиметровому діапазонах хвиль. Широке застосування вібраторних антенних решіток обумовлено низкою їх переваг: відносно малою масою, стійкістю до атмосферних зовнішніх впливів, можливостями складання та швидкого розгортання в мобільних радіотехнічних системах, отримання довільної поляризації та управління поляризаційною характеристикою випромінюваного поля, управління діаграмою спрямованості окремих випромінювань.
Вібраторні випромінювачі застосовуються також як опромінювачі дзеркальних антен і як самостійні слабоспрямовані антени.
Конструктивно лінійний симетричний вібратор є провідником довжиною 2l, що збуджується в середині джерелом ЕРС високої частоти (рис.2.1). Розмір поперечного перерізу провідника 2a значно менший за довжину плеча вібратора l. Лінійний симетричний вібратор не випромінює вздовж осі за будь-якої своєї довжини.
Застосування антенних ґрат обумовлено такими причинами. Грати з Nелементів дозволяє збільшити приблизно N раз КНД (і відповідно посилення) антени в порівнянні з одиночним випромінювачем, а також звузити промінь для підвищення точності визначення кутових координат джерела випромінювання в навігації, радіолокації та інших радіосистемах. За допомогою решітки вдається підняти електричну міцність антени і збільшити рівень потужності, що випромінюється (приймається) шляхом розміщення в каналах решітки незалежних підсилювачів високочастотної енергії. Перешкоднозахищеність радіосистеми залежить від рівня бічних пелюсток (УБЛ) антени та можливості підстроювання (адаптації) його за перешкодою. Антенні грати є необхідною ланкою для створення такого динамічного просторово-часового фільтра або просто для зменшення УБЛ.
Колінеарні антени мають відносно велике посилення. Будуються вони таким чином, щоб, незважаючи на велику довжину антени, виключити її ділянки зі струмами протилежного напрямку.
1. Короткий теоретичний матеріал за проектованим типом антен
1.1 Характеристики спрямованості антенних ґрат
Під лінійними гратами розуміють систему ідентичних випромінювачів, фазові центри яких розташовані на одній прямій, званій віссю ґрат. На рис.1.1 зображена лінійна решітка з поздовжньо орієнтованих симетричних вібраторів. Відносна відстань d/l між фазовими центрами випромінювачів називається кроком ґрат. За характером розподілу випромінювачів розрізняють еквідистантні грати, які мають всі випромінювачі розташовуються з постійним кроком. Застосовують також нееквідистантні грати, крок яких змінюється по всій решітці, або її окремих ділянках.
Для еквідистантних лінійних грат, що складається з n поздовжньо розташованих симетричних вібраторів при їхсинфазному і амплітудному збудженні напруженість поля в дальній зоні, має вигляд:
колінеарна антенна решітка
де y(q) – фазова характеристика системи. Кут q у цьому випадку відраховується від перпендикуляра до осі решітки.
є амплітудною характеристикою спрямованості лінійного симетричного вібратора.
Інший співмножник називають множником системи:
У напрямку нормалі до осі решітки q = 0 поля всіх вібраторів повинні складатися синфазно, оскільки різниці ходу хвиль для них у цьому напрямку дорівнюють нулю. Після підстановки q = 0 легко переконатися, що fc(q = 0) = n. Це буде дотримуватися у d