Введение - Синфазная решетка из рупорных антенн
Рупорные антенны являются простейшими антеннами СВЧ-диапазона. Излучатель типа открытого конца волновода можно рассматривать как рупор, у которого угол раскрыва равен нулю. Для получения более острой диаграммы направленности сечение стандартного волновода можно увеличивать плавно, превращая волновод в рупор. В этом случае структура поля в волноводе в основном сохраниться. В горле рупора, то есть в месте его соединения с волноводом, все же возникают высшие типы волн. Однако если угол раскрыва рупора не слишком велик, то волны всех типов, кроме основного, быстро затухают в окрестности горловины рупора, а по рупору будет распространяться только колебания основного типа.
Основные типы рупоров образуются в результате расширения прямоугольного или круглого волновода. Если расширение прямоугольного волновода происходит только в одной плоскости, то получается секториальный рупор. В зависимости от того, в какой плоскости происходит расширение, различают Н-плоскостные и Е-плоскостные секториальные рупоры. Если прямоугольный волновод расширяется сразу в двух плоскостях, получается пирамидальный рупор. Расширяющийся круглый волновод образует конический рупор. Кроме указанных типов, применяются еще комбинированные прямоугольные рупора.
Рупорные антенны могут применяться как самостоятельно, так и в качестве элементов более сложных антенн. Рупорные антенны позволяют формировать диаграммы напряженности (ДН) шириной от 100-140 градусов до 10-20 градусов. Возможность дальнейшего сужения ДН ограничивается необходимостью резкого увеличения длины рупора. Рупорные антенны являются широкополосными, они обеспечивают примерно полуторное перекрытие по диапазону. Возможность изменения рабочей частоты в еще больших пределах ограничивается возбуждением и распространением, в питающем волноводе высших типов волн. Коэффициент полезного действия рупора - высокий (приблизительно 100%). Включение в волноводной тракт фазирующей секции или в раскрыв поляризационной решетки обеспечивает создание поля с круговой поляризацией. Для формирования узких ДН могут быть использованы двумерные решетки из небольших рупоров. Для этого надо взять несколько слабонаправленных излучателей, расположить их определенным образом в пространстве, запитать от общего генератора и подобрать должным образом амплитуды и фазы их токов.
Теоретическая часть
Расчет рупорных антенн основан на результатах их анализа, то есть первоначально ориентировочно задаются геометрическими размерами антенны, а затем определяют ее электрические параметры. Если размеры выбраны неудачно, то расчет повторяется снова.
Поле излучения рупорной антенны, как и всех антенн СВЧ, определяется приближенным методом. Сущность приближения заключается в том, что несмотря на связь между полем внутри и вне рупора, внутреннюю задачу решают независимо от внешней, и полученные из этого решения значения поля в плоскости раскрыва рупора используют для решения внешней задачи.
Амплитудное распределение поля в раскрыве рупора принимается таким же, как и в питающем его волноводе. При возбуждении рупора прямоугольным волноводом с волной Н10 вдоль оси X (проходящей в плоскости Н) распределение амплитуды поля косинусоидальное, а вдоль оси Y (проходящей в плоскости Е) амплитудное распределение равномерное.
В связи с тем, что фронт волны в рупоре не остается плоским, а трансформируется в цилиндрический в секториальном рупоре и в сферический в пирамидальном и коническом, то фаза поля по раскрыву меняется по квадратичному закону.
Описанные амплитудное и фазовое распределение поля по раскрыву являются приближенными. Некоторое уточнение дает учет отражения от раскрыва хотя бы только основного типа волны. При этом надо иметь в виду, что коэффициент отражения уменьшается с увеличением раскрыва.
Диаграмма направленности рупорной антенны по известному полю в раскрыве может рассчитываться методом волновой оптики на основе принципа Гюйгенса и формулы Кирхгофа. Применение формулы Кирхгофа к электромагнитному полю не является строгим. Имея выражение для диаграммы направленности, можно найти коэффициент направленного действия антенны, зависимость ширины диаграммы направленности от размеров раскрыва и другие характеристики антенны.
Рупорная антенна состоит из рупора, волновода и возбуждающего устройства
Похожие статьи
-
Эскиз конструкции рупорной антенны - Синфазная решетка из рупорных антенн
Расчет одиночного рупора. 1). Выбор волновода. Волновод выбираем исходя из заданной рабочей частоты: Марка волновода: Размеры волновода: В плоскости...
-
Расчет антенной решетки - Синфазная решетка из рупорных антенн
Решетка синфазная, то есть токи всех излучателей синфазны (имеют одинаковую фазу). 1). Расчет оптимального расстояния между антеннами в решетке. При...
-
Заключение, Список литературы - Синфазная решетка из рупорных антенн
В данной курсовой работе были рассчитаны требуемые параметры синфазной решетки из рупорных антенн: размеры волновода, размеры рупора, КНД излучателя,...
-
Исследование рупорных антенн Цель работы: Практическое исследование направленных свойств рупорных антенн с использованием программы SABOR. Исследование...
-
Приближенные методы расчета ДН зеркальной параболической антенны - Параболическая антенна
Имеются два приближенных метода определения направленных свойств параболической антенны: апертурный и токовый. Апертурный метод состоит в определении...
-
Введение - Параболическая антенна
Антенны являются обязательным элементом любой системы радиосвязи, радиовещания, телевидения, а также других радиотехнических систем, использующих для...
-
Теоретические сведения о дискоконусной антенне - Дискоконусная антенна
Эта антенна, сведения о которой опубликованы в [1], представляет собой вертикально поляризованный излучатель с горизонтальной круговой диаграммой...
-
Исходные данные: - Частота, Гц - Ширина диаграммы направленности в главных плоскостях (по уровню - 3 дБ) - Уровень боковых лепестков Форма раскрыва -...
-
Опорно-поворотное устройство (подвеска) антенны обеспечивает ее прецизионную ориентацию на выбранный спутник. В простейшем решении реализуются полный...
-
Moдель QLP CA130094 Приемопередающая сегментопараболическая антенна используется для создания радиоканалов на больших расстояниях (до 50 км). Две таких...
-
Геометрические свойства и принцип действия параболической антенны - Параболическая антенна
В прямоуroльной системе координат (начало в вершине параболоида) параболическая поверхность (рис. 1.6) описывается уравнением Рисунок 1.6 (1) Где f -...
-
Самым простым и дешевым является вариант спутников Hot Bird 1,2/ Eutelsat IIF-1. Однако есть одно существенное замечание. Разные спутники "светят" на...
-
Определение геометрических размеров параболического зеркала - Параболическая антенна
Определение диаметра раскрыва антенны Зеркальная антенна - направленная антенна, содержащая первичный излучатель и отражатель антенны в виде...
-
Подвеска азимут-угол места Установка антенны с этим типом подвески очень проста. Вычислим азимут и угол места спутника по соотношениям (3.1 б) и (3.2 б)....
-
Облучатели зеркальных антенн - Параболическая антенна
В качестве облучателей зеркальных антенн применяют слабонаправленные антенны, обладающие однонаправленным излучением (в сторону зеркала). Фазовый центр...
-
Ориентация антенны Приемную антенну для приема со спутника можно устанавливать на земле, на мачте, на стене дома, на крыше. Независимо от места установки...
-
Приращения по Х и Y составят Координаты центра элементарных площадок раскрыва рупора Напряженность поля в раскрыве рупора с учетом, что рупор с круглым...
-
Инженерный расчет пространственной диаграммы направленности параболической антенны сводится к определению диаграммы направленности идеальной круглой...
-
Введение - Выбор трансформатора
Усилитель - это активный четырехполюсник (Рис. 1), к входным зажимам которого подводится входной сигнал U1,а к выходным присоединено сопротивление...
-
Коэффициенты усиления и направленного действия параболической антенны - Параболическая антенна
Как было показано выше, коэффициент усиления G антенны связан с ее коэффициентами направленного действия D и полезного действия простым соотношением G=...
-
Расчет дискоконусной антенны - Дискоконусная антенна
Используя [16], и приведенные в п.1 действующие соотношения между размерами элементов конструкции антенны и рабочими длинами волн, определим следующее: -...
-
Введение - Многорезонаторный магнетрон
Многорезонаторный магнетрон колебательный геомагнитный Магнетроны являются генераторами электромагнитных колебаний и рассчитаны в настоящее время для...
-
Введение - Сборка электронно-оптических систем для электровакуумных приборов
Перед разработкой техпроцесса сборки необходим анализ технических условий (ТУ) на прибор, входящих в комплект документации на прибор вместе с альбомом...
-
Введение - Разработка ресурсосберегающих технологий и режимов на городском электрическом транспорте
Городской пассажирский транспорт - важная отрасль народного хозяйства. Без четкой функционирующей транспортной системы современный город попросту не...
-
Нетиповой блок - защита от помех из антенны - Связной передатчик с угловой модуляцией
В РПДУ после фильтра гармоник необходимо устройство, которое бы защищало от помех из антенны, для этого можно использовать Y - циркулятор. Рассмотрим его...
-
Введение - Современные звуковые карты. Методы позиционирования и сжатия звука
Компьютер - от английского "compute" - вычислять. Т. е., говоря по-русски, - всего-навсего вычислитель. И когда-то, давным-давно, это соответствовало...
-
Введение - Специальные пожарные автомобили
Пожарная машина -- это транспортная или транспортируемая машина, предназначенная для тушения пожара. Для обслуживания личного состава и пожарной техники,...
-
ВВЕДЕНИЕ, Задачи, решаемые с помощью ОЭС - Оптико-электронные системы и устройства
Оптико-электронными принято называть системы и устройства, в состав которых входят как оптические так и электронные узлы, причем и те и другие служат для...
-
Автоцистерны (АЦ) предназначены для транспортирования по дорогам общего назначения и кратковременного хранения светлых нефтепродуктов. Автоцистерна...
-
Антенні решітки: характеристики, особливості
Антенні решітки: характеристики, особливості Спрямованість дії найпростішої антени - симетричного вібратора - невисока. Для збільшення спрямованості дії...
-
Влияние точности выполнения зеркальной антенны на ее направленные свойства - Параболическая антенна
Неточности, неизбежные при создании конструкции антенны (например; при выполнении поверхности зеркала, установке облучателя), вызывают отношение,...
-
ВВЕДЕНИЕ - Конструирование СВТ
Научно-технический прогресс, развитие современной научной мысли, развитие практически всех отраслей народного хозяйства тесно связаны с использованием...
-
Введение - Организация эксплуатации тягового подвижного состава
Локомотивное хозяйство обеспечивает перевозки грузов и пассажиров тяговыми средствами и содержание их в исправном состоянии, полную безопасность, точное...
-
Введение, ИОН на стабилитронах - Источники опорного напряжения
В любой схеме стабилизатора требуется наличие опорного напряжения, с которым сравнивается величина выходного напряжения. Стабильность выходного...
-
Введение - Проектирование выходного каскада связного передатчика с частотной модуляцией
Человечество шагнуло в третье тысячелетие и теперь стало очевидным то, что все ускоряющийся и ускоряющийся темп жизни требует все большей и большей...
-
Введение - Пьезоэлектрические датчики
У некоторых материалов наблюдается эффект электрической поляризации, изменяющейся при любой механической деформации материла. Когда к небольшому образцу...
-
В процессе эксплуатации автомобиля надежность, заложенная в нем при конструировании и производстве снижается вследствие изнашивания деталей, коррозии,...
-
В данном курсовом проекте необходимо рассмотреть вопросы планирования и взаимодействия сетей сотовой связи. Это будет проиллюстрировано на примерах:...
-
Для налаштування антени булоб добре знати потужність сигналу на виході конвертора. Це можливо зробити знаючи ЕІВП супутника (карти зон покриття тим чи...
-
Основной по популярности машиной‚ используемой на строительных площадках для производства земляных работ‚ перегрузки сыпучих и кусковых материалов и...
Введение - Синфазная решетка из рупорных антенн