2.4. Методические рекомендации к выполнению расчетного

задания и справочные материалы

2.4.1. По заданным размерам прямоугольного волновода и мощности излучения достаточно просто определяются средняя длина волны РК и амплитуды ЭМП перед преградой. Далее с учетом допущения среднее значение вектора Пойнтинга, а по нему мощность, принимаемая раскрывом рупорной А с учетом коэффициента передачи. Для этого можно использовать следующие соотношения:

;

;

;

.,

принимая для воздушного пространства и равными единице.

2.4.2. При построении ДН для передающей А использовать выражение для ХН ЭЭД, а для приемной учитывать, что

_(2..1)

Ширину ДН можно определить по графику или с помощью нижеприведенных соотношений, не учитывающих сомножитель

, (2.2)

а также по приближенным формулам вида

, (2.2.а) полученных из предыдущих.

Уровень первых боковых лепестков определяется как

, (2.3) где находятся из нижеприведенных графиков.

Рис. 2.1

Причем особенностью данной части выполнения ДКР является сначала обязательный расчет результирующей ХН по соотношениям (2.1), затем для равномерного и косинусоидального распределений по стенкам В и А приемной рупорной антенны, и построение соответствующих ДН в декартовой и полярной системах координат с целью сравнительного анализа ширины ДН и уровней первых боковых лепестков, определяемых по формулам (2.2), (2.2.а) и (2.3) и вывода о применимости даннях соотношений.

;

; ;

; ;

, ,

;

Рис. 2.2

;

2.4.3. При расчете СУ как уже было рассмотрено на лекции для выполнения условия Zвх = Zг* на передающей стороне практически необходимо:

1. согласовать выходное сопротивление генератора с волновым сопротивлением линии;

2. согласовать волновое сопротивление линии с комплексным сопротивлением нагрузки.

Для заданных условий п.1 лучше выполнить с помощью четвертьволнового трансформатора (тр-ра) , который в данном случае будет трансформировать выходное сопротивление генератора в волновое сопротивление линии или в сопротивление параллельного соединения коаксиального тройника (точка А на рис. 2.3.а), наличие или отсутствие которого определяется заданным способом формирования того или иного вида поляризации. При этом перед началом расчета по заданным значениям R_Г и Z_В нужно определиться в какое сечение (минимума или максимума) включается один из концов тр-ра. Так, например, если R_Г Z_В , то тр-р включается в минимум напряжения и тогда R_Г = R_Н = Rmin.

Рис. 2.3

Поперечные размеры КЛП и ее диэлектрическое заполнение рассчитываются или выбираются из справочника по заданному Z_В, а размеры тр-ра определяют по нижеследующему соотношению для волнового сопротивления коаксиальной линии

Для выполнения п.2 необходимо для своего варианта задания помнить, что в коаксиальной линии шлейфы более просто подключать параллельно и в сечении А-А (рис. 2.4), в котором имеется реактивность емкостного характера, необходимо включать индуктивный шлейф.

Аналогично в сечении Б-Б (рис. 2.4), в котором имеется реактивность индуктивного характера, которая компенсируется параллельно включенным емкостным шлейфом.

Для каждого случая при использовании круговой диаграммы расчет необходимо пояснять графически.

В случае отсутствия бланка круговой диаграммы или нежелания работать с нею расчет шлейфов можно проводить с помощью компьютора, запрограм-

мировав формулу (2.4) на определение и соотношение (2.5) на нахождение .

Рис. 2.4

(2.4) –

входное сопротивление линии (сопротивление в произвольном сечении линии);

(2.5)

входное сопротивление для короткозамкнутого на конце отрезка линии.

2.4.4. Еще одним вариантом решения задачи расчета шлейфов без круговой диаграммы является построение по формуле (2.4) в выбранном масштабе графиков для активной (G)и реактивной (B) составляющих входной проводимости и нахождения по ним до сеченний А-А и Б-Б (рис. 2.4). При этом определяется с помощью соотношения (2.5) по величине реактивной составляющей входной проводимости в указанных сечениях, взятых с обратным знаком. В частности, для индуктивного шлейфа из выражения .

Для коаксиальной линии с Т-волной коэффициент фазы

2.4.5. Комбинированное СУ предполагает компенсацию реактивности непосредственно в сечении нагрузки (рис. 2.4) с помощью шлейфа, а затем трансформацию оставшейся активной составляющей сопротивления нагрузки в волновое сопротивление. Последнее осуществляется с помощью тр-ра, включаемого непосредственно в сечение нагрузки в максимум или минимум напряжения в зависимости от величины активной составляющей сопротивления нагрузки.

2.4.6. Расчет СУ на ПП РК осуществляется аналогично в соответствии с заданным вариантом, используя соотношения для основной волны прямоугольного волновода. При этом нужно помнить, что реализовать режим ХХ на прямоугольном волноводе при расчете длины шлейфа крайне затруднительно, поскольку открытые концы всех полых волноводов интенсивно излучают ЭМЭ.

2.4.7. При расчете предельной мощности прямоугольного волновода помнить, что он заполнен воздухом, для которого значение предельной напряженности электрического поля примерно равно

30 кВ/см.

, .

2.4.8. Ниже приводится бланк круговой номограммы (диаграммы) Вольперта-Смита, который можно использовать для выполнения ДКР.

2.4.9.