Kursach AFU, Дипломная из Конструкция антенны и свч-техника. Moscow State University of Technology (Stankin)
sergeirotor
sergeirotor17 December 2015

Kursach AFU, Дипломная из Конструкция антенны и свч-техника. Moscow State University of Technology (Stankin)

DOC (127.5 KB)
9 страница
1файлы скачать
418количество посещений
Описание
AFU
20очки
пункты необходимо загрузить
этот документ
скачать документ
предварительный показ3 страница / 9
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ

КАФЕДРА: МРТУС

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ По курсу: Антенно-фидерные устройства. Тема проекта: “ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ПЕРЕДАЮЩЕЙ АФАР ”.

Выполнил студент факультета МПиТК группа-47: Корсун С.С.

Руководитель: Чистюхин В.В.

Москва 2015

Содержание:

1 2. Расчеты параметров.......................................................................................... 3 2 Определение межэлементного расстояния........................................................ 3 3 2.2 Определение ∆.............................................................................................. 4 4 2.3 Нахождение числа элементов АФАР............................................................. 4 5 Энергетический потенциал передающей АФАР................................................ 5 6 2.5 Блок – схема АФАР........................................................................................ 6 7 ................................................................................................................................ 8 2.6 Точность выставления луча. .......... 7 9 3. Выбор и расчет облучателя.............................................................................. 8 10 Из развертки витка спирали очевидно L............................... 8 11 что S = sin F 06 1 F 0D E S . 8

PAGE 2

1. Задание.

Спроектировать передающую АФАР с параметрами:

1) Выходная мощность ро = 2 Вт 2) Угол сканирования F 07 1ск = + 18о 3) Количество разрядов фв р = 4 4) Длина волны F 06 C = 6 см 5) Коэффициент усиления УМ Кр = 23 дБ 6) Уровень боковых лепестков t < -19 дБ 7) Площадь решетки S = 0,7 *0,7 (м2)

Определить:

d, N, Ппрд, F 06 4F 07 1, ∆, Рвозб - ?

Выбрать схему разводки, тип облучателя и рассчитать его основные параметры.

2. Расчеты параметров.

1. Определение межэлементного расстояния.

Для нахождения межэлементного расстояния сканирующей антенной решетки будем использовать “мягкую” формулу, которая позволяет появляться дифракционным максимумам в видимой области. Причем

PAGE 2

уровень дифракционных максимумов не может быть больше, чем 1х допустимый уровень боковых лепестков.

d < F 06 C , sin F 07 1д + sin F 07 1о

где F 07 1д угловое положение дифракционного максимума, F 07 1о направление сканирования.

Пределы сканирования: + F 07 1о;

Задан уровень боковых лепестков: t < -19дБ

f ( F 07 1) = cos F 0 6 1 ( F 07 1) – ДН элемента

cos 2 F 0 6 1 (18o) = 0,5 (на краю сектора сканирования)

F 0 6 1 = ½ log 0,5 / log (cos 18o) = 6,9;

cos 6 ( F 07 1д) = -19 дБ = 0,0126;

F 0 7 1д = arccos (13,8 F 0D 6 0,0126 )= 44,44 о

d < F 06 C = F 06 C ; sin44,44о + sin18о

d ~ F 06 C = 6 см.

2.2 Определение .

Найдем ∆: t ~ -(13 + 13∆ + 22∆2) тогда:

13 + 13∆ +22∆2 = 19 22∆2 + 13∆ - 6 = 0 D = b2 - 4ac = 528+169 = 697

∆1 = -13 + 26,4 ∆2 = -13 - 26,4 44 44

∆2 – не подходит, большие боковые лепестки

∆ = 0,3045 дБ.

2.3 Нахождение числа элементов АФАР.

PAGE 2

так как известна площадь решетки и межэлементное расстояние, то количество элементов по осям X и Y(квадрат 0,7 м на 0,7 м) в сечении решетки мы можем найти следующим образом:

N = L / d , где L длина решетки в сечении по оси Х и Y N = 70 / 6 = 11,67

Для лучшей работы решетки нужно целое количество элементов, исходя из этого будем округлять, большее количество элементов возможно использовать в решетке, значит :

N= 12 Общее количество элементов решетки N = 12*12 = 144 излучателей

Для нахождения ширины главного лепестка по уровню 0,5:

∆ F 07 10,5 = (1 + 0,636∆2 ) 51о F 06 C N d

N = 12

∆ F 07 10,5 =4,5 о

4. Энергетический потенциал передающей АФАР. Энергетический потенциал передающей АФАР определяется как:

Ппрд = N2 pog , N- число излучателей, po – излучаемая мощность одного излучателя в заданном секторе сканирования, g – минимальное усиление одного излучателя в заданном секторе сканирования. Прежде чем определить энергетический потенциал, найдем минимальное значение усиления излучателя g:

g = 4 F 07 0 So A F 07 3 F 06 C2

So - геометрическая площадь под излучателями, А=1/2 – коэффициент уменьшения энергетического потенциала на краю сектора сканирования, F 0 7 3 - коэффициент использования площади ( F 07 3 = 0,7).

PAGE 2

g0 = 4 F 07 0* (62 * 0,5 *0,7) (6)2 g0 = 4,4 g = g0 / 2 g = 2,2

Тогда энергетический потенциал будет определяться как: Ппрд = N2 po g = 1442 *2Вт *2,2 F 0D E Ппрд = 91238,4 Вт ~ 0,09 * 10 6 Вт.

2.5 Блок – схема АФАР.

N = 144 элементов Минимальное наибольшее двоичное дерево – восьмиуровневое, с числом выходов = 256 (28 = 256).

256-144=112 112=64(26)+32(25)+16(24) соответственно в дереве двоичных делителей будут присутствовать согласованные нагрузки.

Схема размещения согласованных нагрузок на решетке.

Найдем L F 0 E 5 - суммарные потери, которые определяются путем суммирования

• потерь на деление (Lна дел = 3 n), • омических потерь в делителе мощности (Lдел = 0,3÷0,5

дБ), • потерь в кабелях (Lкаб = 0,5÷1 дБ) • потерь в фазовращателях (Lфв = 2÷3 дБ)

L F 0 E 5 = Lна дел + n Lдел + Lкаб + Lфв = = 3 n + n 0,5 + 1 + 2 = 3 * 8 + 8 * 0,5 + 1 + 2=

PAGE 2

= 31 дБ

Т.е. потери на 8-ти этажах превышают коэффициент усиления (Kp=23 дБ) оконечного УМ. Следовательно будем использовать предусилители.

Возьмем мощность предусилителя Рпрд равную Ро - выходной мощности. Коэффициент усиления Kпpд=Kp=20дБ.

L F 0 E 5 = Lна дел + n Lдел + l Lкаб + Lфв = = 3 n + n 0,5 + 1 + 2 = 3 * 5 + 5 * 0,5 + 1 + 2,5 = 21 дБ

Условие L F 0 E 5<Kp выполняется при n = 5 (21 < 23) значит предусилители разместятся на пятом этаже.

Поскольку выполняется условие L F 0 E 5<Kp, то можем найти мощность возбудителя:

Тогда Kp F 0 5 3 = 23.2 = 46 дБ (3.98e+4 раз) а суммарные потери равны L F 0 E 5 = 31 дБ (1.26e+3 раз) Т.о. сигнал усилится на 46 – 31 = 15 дБ (30 раз)

Рвозб = Po L F 0 E 5 = 2 Вт 1.26e+3 = 0,06 Вт Kp 3.98e+4 раз

Т.е. выполняется условие Рвозб< Ро

2.6 Точность выставления луча. Для точности выставления луча используется разностная диаграмма направленности (ДН). Для создания разностной ДН необходимо, чтобы решетка имела четное число элементов. Поскольку наша решетка имеет четное число элементов, то можем воспользоваться следующей формулой для точного наведения луча:

F 06 4F 07 1 = 9 . ∆ F 07 10,5 ск N *2^p где N – количество элементов в главных сечениях, F 06 4F 07 1 - угловая точность выставления луча ( точность выставления нуля диаграммы), р=4, т.е. имеем 4-х разрядный фазовращатель.

PAGE 2

∆ F 07 10,5 ск = ∆ F 07 10,5x = 4,5o . = 4,7o

cos F 07 1o cos18o

Тогда угловая точность выставления луча будет равна:

F 0 6 4

F 0 7 1 = 9 ∆ F 07 10,5 ск = 9*4,7о

N 2 p 12*16

F 0 6 4

F 0 7 1 = 0,2о

3. Выбор и расчет облучателя.

Наиболее простым и удобным, на мой взгляд излучателем, является спиральная антенна. Конструктивно она представляет из себя цилиндрический каркас с металлизированной (медной) навивкой и экраном, которым может служить металлическое основание антенной решетки. Экран предназначен для предотвращения растекания токов по внешней стороне оплетки коаксиального кабеля и отражения энергии «тылового» излучения. Диаметр спиральных антенн весьма невелик, что позволяет устанавливать их на решетки с малым межэлементным расстоянием, а варьируя количество витков намотки можно получить необходимую диаграмму направленности излучателя. Оптимальный угол намотки - Коэффициент замедления, соответствующий оптимальному углу намотки - С практической точки зрения представляет интерес режим осевого излучения при котором L = F 06 C = 6 см

Определим частоту f = 30 / F 06 C [см] = 5 ГГц.

Из формулы для коэффициента замедления найдем S: → S = L(m’-1) = 0,2*6 = 1,2см → l = 52 F 06 C / 2*180 =8,67 см

Определим число витков: n = l / S = 8,67 / 1,2 = 7,23 Из развертки витка спирали очевидно L что S = sin F 06 1F 0D E S L F 07 0D F 06 1 где L – длина витка, S – шаг намотки спирали, D – диаметр витка. Диаметр спирали (из развертки): D = L cos F 06 1/ F 07 0 = 6* 0,772/ 3,14 = 1,48 D = 1,48 см Входное сопротивление излучателя:

PAGE 2

PAGE 2

комментарии (0)
не были сделаны комментарии
Напиши ваш первый комментарий
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ