Антенна РЛС – параболоид вращения

курсовая работа

3.2. Щелевой облучатель

Щелевой облучатель удобен при работе в наиболее короткой части сантиметрового диапазона (? = 3 см и ниже), так как конструкция его наиболее компактна и проста для работы в этом диапазоне. Щелевой облучатель можно защитить от атмосферных влияний, закрыв его излучающие отверстия полистироловыми пластинками.

Это вибратор можно использовать при частотах свыше 10ГГц, а зеркальную антенну можно использовать и в таком диапазоне. Щелевой вибратор представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 - Щелевой вибратор с вертикальным и горизонтальным расположением щелей.

Конструкция двухщелевого облучателя может быть осуществлена в виде закрытого на концах Т-образного прямоугольного волновода. Щели в этом волноводе прорезаются симметрично относительно питающего волновода. В зависимости от заданной поляризации поля излучения облучатель располагается либо как показано на рисунке 5, а для горизонтальной поляризации электрического поля, либо как показано на рисунке 5б для вертикальной поляризации поля.

Рекомендуется следующий порядок расчета такого двухщелевого, облучателя:

а) Длину щели выбирают равной 0,47?, так как резонанс наступает не точно при длине щели 2•l=?/2, а при несколько меньшей длине. Укорочение щели соответствует укорочению эквивалентного металлического вибратора.

б) При расчете согласования резонансной поперечной щели, прорезанной в широкой стенке прямоугольного волновода с волной Н10, принимаем, что волновод закорочен с одного конца, а другой конец в направлении от щели к генератору согласован или бесконечен. Расстояние от закороченного конца до оси щели принимается равным ?в/2 (?в - длина волны в волноводе), так как в этом случае входное реактивное сопротивление этого участка обращается в нуль. Если резонансное сопротивление поперечной щели представить как последовательное сопротивление в эквивалентной схеме, то условие согласования щели с волноводом можно записать как равенство последовательного сопротивления щели волновому сопротивлению волновода. Сопротивление поперечной щели, прорезанной симметрично относительно оси, нормированное к волновому сопротивлению волновода, выражается следующим образом:

(11)

Где a и b - размеры широкой и узкой стенок волновода;

? - длина волны генератора.

Поэтому условие согласования имеет вид:

(12)

Из равенства находят размер узкой стенки b волновода при выбранном размере широкой стенки а.

Согласование Т-образного волновода с питающим волноводом осуществляется экспериментальным путем при помощи сужения узкой стенки b питающего волновода и изменения длины реактивного штыря, ввинчиваемого в торец Т-образного волновода на его широкой стенке по оси симметрии облучателя.

в) Расстояние между щелями выбирают из условия получения в вертикальной плоскости диаграммы направленности, мало отличающейся от формы диаграммы направленности в горизонтальной плоскости. Выбранное из этого условия расстояние между щелями получается порядка d ??/2. Для расположения щелей по рисунку 5а, диаграмму направленности двухщелевого облучателя в горизонтальной плоскости определяют из формулы:

(13)

Где - волновое число;

d - расстояние между щелями;

? - угол в горизонтальной плоскости, отсчитываемый от нормали к линии расположения щелей.

Диаграмма направленности двухщелевого вибратора в горизонтальной плоскости представлена рисунке 8.

Рисунок 8 - Диаграмма направленности двухщелевого облучателя в горизонтальной плоскости.

Диаграмму направленности в вертикальной плоскости в этом случае рассчитывают по формуле:

(14)

Где ? - угол в вертикальной плоскости, отсчитываемый от нормали к щели;

ЕВ - поле в рассматривамом направлении ?;

ЕВ max - поле в направлении максимального излучения (?=0).

Данная диаграмма представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 - Диаграмма направленности двухщелевого облучателя в вертикальной плоскости.

Для расположения щелей по рисунку 7б, диаграмму направленности в горизонтальной плоскости определяют из формулы:

(15)

Где ? - угол в горизонтальной плоскости, отсчитываемый от нормали к щели.

В результате диаграмма направленности двухщелевого вибратора в горизонтальной, изображенного на рисунке 5б представлена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Диаграмма направленности щелевого облучателя в горизонтальной плоскости.

Диаграмму направленности в вертикальной плоскости рассчитывают следующим образом:

(16)

Где ? - угол в вертикальной плоскости, отсчитываемый от нормали к линии расположения щелей. Данная диаграмма представлена на рисунке 11.

Рисунок 11 - Диаграмма направленности щелевого облучателя в вертикальной плоскости.

Для обеспечения синфазного щелей питания в обоих плечах поперечного волновода щели должны быть расположены симметрично относительно питающего волновода. Каждое плечо рассчитывается на половинную мощность.

В результате анализа двух типов вибраторов будет использоваться вибратор с контррефлектором.

Делись добром ;)