Радиоэлектроника скачать реферат

[ книги ] [ рефераты ] [ тесты ] [ ридеры ] [ регистрация ] [ вход ]
[ новинки книг ] [ категории книг ] [ правила ]

Многощелевая волноводная антенна скачать реферат

1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

Многощелевые антенны представляют собой решетки из многих излучающих щелей, питаемых общим фидером, и применяются преимущественно в качестве бортовых остронаправленных антенн на скоростных самолетах вследствие возможности выполнения их заподлицо с металлической поверхностью обшивки. Чаще всего используются полуволновые резонансные щели, расположенные различным образом на широкой или узкой стенках прямоугольного и круглого волновода, внешней проводящей оплетке коаксиального кабеля (рис.1) или прорезанные в экранирующей пластине полосковой линии, как изображено на рис.2,б.

Интенсивность возбуждения одиночной щели зависит от величины поверхностного тока проводимости, возбуждающего щель, и угла, под которым щель своей широкой стороной пересекает этот ток. В соответствии с граничными условиями вектор плотности поверхностного тока проводимости зависит от вектора Н волны, распространяющейся в фидере, и определяется выражением

, (1)

где - единичный нормальный орт к внутренней проводящей поверхности фидера, - касательная к проводящей поверхности составляющая магнитного поля.

На рис.1,а приведены эпюры распределения электрического (сплошные линии) и магнитного (пунктирные) полей некоторых типов волн в фидерах, на рис.1,б - токи проводимости на внутренних поверхностях фидеров, на рис.1,в показано, как следует располагать щели с максимальной интенсивностью излучения (незаштрихованные) и неизлучающие (заштрихованные). На рис.2,а изображена электромагнитная волна в симметричной полосковой линии, а на рис.2,б - щелевой излучатель, прорезанный во внешнем проводнике этой линии. Наличие щелей вызывает появление в полосковой линии волн высших типов, для подавления которых используется комбинация короткозамыкающих штифтов.

Щели можно прорезать в любых волноводах, но чаще всего применяются прямоугольные волноводы с волной .

При режиме стоячих волн в волноводе для более сильного возбуждения щели ее продольная координата z должна совпадать с пучностью той составляющей тока, которая пересекает щель. В режиме бегущих волн щель будет возбуждаться одинаково при любом значении ее координаты z.

Щели, прорезанные на стенках волновода, создают некоторую неоднородность и вызывают соответствующие отражения волн в волноводе. При расположении соседних щелей на расстоянии d вдоль оси, равном указанные отражения будут складываться и сильно увеличивать КСВ в начале волновода, что затрудняет решение задачи согласования, особенно в полосе частот. Такие антенны называются резонансными. Для устранения указанного недостатка можно осуществлять согласование каждой отдельной щели, например, с помощью реактивных штырей (рис.3,е), или выполнять антенну из щелей, расположенных на расстоянии d не равном . В последнем случае на конце волновода во избежание отражений, приводящих к возрастанию боковых лепестков, устанавливается неотражающая нагрузка и щели возбуждаются бегущей по волноводу электромагнитной волной с некоторым сдвигом фаз, зависящим от . В поглощающей нагрузке теряются 5 - 20 % входной мощности антенны. При отражения от антенных щелей в значительной мере компенсируют друг друга и входной КСВ близок к единице в полосе частот. Щелевая антенна с согласованной нагрузкой называется нерезонансной и обладает лучшими диапазонными свойствами, чем резонансная щелевая антенна.

Используя аналогию между волноводом и длинной линией, можно представить многощелевую антенну в виде линии, вдоль которой включен ряд сосредоточенных нагрузок, соответствующих щелям. Так, например, резонансным антеннам, изображенным на рис.3,а,б, соответствуют эквивалентные схемы, представленные на рис.4,а,б. Последовательные сопротивления (параллельные проводимости), включенные в линии на удалении и друг от друга, при пересчете к точкам включения первой нагрузки складываются. Таким образом, нормированное входное сопротивление антенны с поперечными настроенными щелями равно: , где - число щелей, а нормированная входная проводимость антенны с проводольными настроенными щелями на широкой стенке и наклонными щелями на узкой стенке равна: .

sitednl.narod.ru/1.zip - база сотовых по Петербургу

Для того чтобы антенна была согласована с питающим ее волноводом, необходимо выполнить условие или .

Прямолинейные многощелевые антенны (см. рис.3) применяют для формирования узких ДН в плоскостях, содержащих ось волновода и перпендикулярных плоскости расположения щелей. В плоскости, перпендикулярной этой оси, ДН остается широкой. Игольчатую ДН можно сформировать, располагая параллельно ряд щелевых волноводов, образующих плоскостную антенную решетку.

Синфазное возбуждение щелей можно осуществить двумя способами: либо выбрать расстояние между соседними щелями, равное , и расположить их идентично вдоль оси волновода (рис.3,а,б,в), либо выбрать расстояние, равное , а дополнительный сдвиг фаз на реализовать за счет “шахматного” расположения щелей (рис.3,г). Такие антенны называют прямофазными и, соответственно, переменнофазными.

В случае “шахматного” расположения продольных щелей в широкой стенке волновода (рис.3,г) дополнительный сдвиг фаз, равный , достигается за счет того, что поперечная составляющая поверхностного тока меняет свое направление на обратное при переходе средней линии волновода (см. рис.1,б). В случае встречно наклонного расположения щелей через на узкой стенке волновода (рис.3,д) также достигается их синфазное возбуждение. Продольные щели на средней линии широкой стенки волновода можно синфазно возбуждать, размещая возбуждающие штыри по разным сторонам щелей (рис.3,е).

Диаграмма направленности волноводно-щелевой антенны в плоскости, проходящей через ось волновода, как системы из направленных излучателей, определяется теоремой умножения диаграмм направленности:

, (2)

где - диаграмма направленности одиночной щели с односторонним излучением; - множитель решетки. Для многощелевой антенны множитель мало влияет на общую диаграмму направленности, которая в основном определяется вторым множителем.

Для системы равноамплитудных щелей с линейным сдвигом фаз

, (3)

Нормированный множитель решетки определяется из формулы (3’): (3’)

где - длина волны в воздухе; - расстояние между серединами щелей; - угол относительно перпендикуляра к оси волновода.

Анализируя формулу (3), нетрудно показать, что максимум ДН получается в случае, если числитель и знаменатель (3) обращаются в нуль. Неопределенность вида 0/0 легко раскрывается, после чего

(4)

Значение n определяет главный максимум диаграммы направленности, который ориентирован в направлении, перпендикулярном линии расположения излучателей. Это значение в n раз больше, чем напряженность поля, создаваемого одиночным излучателем в любом направлении, что следует из (3) при n=1. В направлении максимума диаграммы все напряженности полей отдельных излучателей складываются в одинаковой фазе, т.е. арифметически.

Подобные максимумы при условии получаются в направлениях, определяемых из условия равенства нулю знаменателя выражения (3), когда

, (5)

т.е. в направлениях, для которых

;

, (6)

где множители 1 , 2 , ... N передопределяют номер дополнительного главного максимума диаграммы направленности.

Однако, если ограничиться небольшими расстояниями между излучателями , то равенства (6) не выполняются и для рассматриваемой системы получается лишь один так называемый главный максимум в направлении, перпендикулярном лини расположения излучателей .

Условие и отсутствие побочных главных лепестков выполняется для антенн, изображенных на рис.3.

В волноводно-щелевых антеннах благодаря дисперсионным свойствам волноводов можно осуществить частотное сканирование, при котором фазовые сдвиги возбуждения излучателей и направление максимального излучения решетки регулируются путем изменения частоты колебаний.

Для решетки, изображенной на рис.3,а,е, разность фаз между соседними щелями

(7)

Первое слагаемое правой части равенства обусловлено тем, что каждая последующая щель, более удаленная от генератора, возбуждается бегущей волной с соответствующим запаздыванием, второе слагаемое (дополнительное изменение по фазе на ) - тем, что соседние щели прорезаны по разные стороны от средней линии широкой стенки волновода или возбуждаются штырями, размещенными с разных сторон щелей.

Добавлен: 07.01.2012, 03:22 [ Скачать с сервера (424.0Kb) ]
Категория: Радиоэлектроника | Добавил: Lakomka
Просмотров: 944 | Загрузок: 149
Рейтинг: 0.0/0

форма входа

Логин:
Пароль:

объявления

В наши дни профессия психолога приобрела огромную популярность. Все больше людей уже не путают психологов с психиатрами и без прежней настороженности готовы делиться своими переживаниями с «знатоками человеческих душ». Каждый год тысячи молодых людей штурмуют факультеты психологии в надежде обрести престижную и модную профессию. Однако на смену пре...
Кормак Маккарти – современный американский классик главного калибра, лауреат Макартуровской стипендии «За гениальность», мастер сложных переживаний и нестандартного синтаксиса, хорошо известный нашему читателю романами «Старикам тут не место» (фильм братьев Коэн по этой книге получил четыре «Оскара») и «Дорога» (получил Пулицеровскую премию ...
В пособии представлены лекционный материал в соответствии с учебной программой дисциплины «Психология и педагогика» и вопросы для самопроверки, которые помогут студентам систематизировать и конкретизировать приобретенные знания, а также сосредоточить внимание на основных понятиях, признаках, свойствах, явлениях.

Курс лекций предназначе...
Данная книга – настоящая находка для карьериста, желающего преуспеть в жизни. Она содержит интересные и в то же время реально выполнимые советы по поводу того, как выгодно изменить свой социальный статус. Кроме того, издание подробно рассматривает психологический аспект карьерного вопроса и дает читателю ряд способов преодоления проблем, связанных ...

объявления

Блок памяти

[Радиоэлектроника] - скачать

Анализ феномена культуры в философских воззрениях.

[Педагогика] - скачать

Лазерная безопасность

[Радиоэлектроника] - скачать

Алгебраические числа

[Математика] - скачать

Фотосинтез

[Биология] - скачать