4.Выбор волновода.

Для того чтобы выбрать волновод, рассчитаем частоту.

ƒ=с/λ=3*10⁸/0.016=18,75 ГГц.

Для данной частоты выберем волновод R220 со следующими параметрами:

f

=17,6 – 26,7 ГГц

Внутренние размеры:

а=10,668мм

b=4,318мм

t=1.015мм

r1=0.4мм

Внешние размеры:

a1=12,7мм

b1=6,35мм

r2=0.5 – 1

Затухание на 21,1 ГГц: 0,37дБ/м - теоретическая;

Рис. 2 основные размеры волновода.

Рассчитаем значение критической мощности для данного волновода:

[8]

, где =1,2МВт/см²

Допустимая мощность в линии обычно принимается равной 25 – 30 % от критической мощности. [8]

Тогда Р_ДОП=36кВт, что удовлетворяет условию задания.

5. Расчет облучателя.

К облучателю предъявляются следующие требования:

1. ДН должна обеспечивать выбранное амплитудное распределение в раскрыве и иметь минимальное излучение вне угла раскрыва.

2. Фазовая характеристика направленности должна иметь фазовый центр, совмещенный с фокусом зеркала.

3. Поперечные размеры облучателя не должны быть чрезмерно большими, чтобы избежать затемнения раскрыва.

4. Электрическая прочность облучателя должна быть достаточной для пропускания полной рабочей мощности радиосистемы без опасности пробоя.

5. Рабочая полоса частот облучателя должна соответствовать требуемой полосе частот радиосистемы [8].

Для данной антенны применяется линейная поляризация. Для ее реализации используем щели на широкой стенке прямоугольного волновода. У резонансных антенн расстояние между щелями равно λ_в, чем достигается синфазное возбуждение щелей.

= = 24.3мм

Длина щели равна λ/2 = 8мм

Даная антенна будет давать в плоскости вектора Е равномерное АР, а в плоскости Н вектора – рассчитывается исходя из выбранного угла засветки, который будет равен 60°. ДН облучателя в общем виде: F_обл(θ)=cosⁿ(θ). Найдём n:

-10 = 20lgX

lgX = -0.5

cosⁿ(60) = 0.316 , откуда n = 1.66, следовательно ДН облучателя имеет вид:

F_обл(θ)=cos^1.66(θ)

ДН облучателя.

5.Основные геометрические размеры антенны.

Эффективная площадь антенны будет равна:

Найдем общую площадь антенны:

где КИП, это коэффициент использования поверхности (КИП=0.7). Следовательно, получаем что:

Зная площадь антенны и её высоту, найдём составляющую L_y:

В плоскости вектора Н угол засветки φ = 60⁰

Найдем фокус антенны:

В декартовой системе координат параболоид вращения определяется уравнением (начало координат совпадает с вершиной параболоида) x²=4fz

Найдем глубину зеркала:

где X=L/2, а Z есть расстояние от края зеркала до облучателя.

Расстояние от облучателя до раскрыва антенны:

L

2

z

φ

f

Z

Рис. 5 Геометрические размеры антенны.

Рис. 6 раскрыв зеркала в плоскости Е