Определение геометрических размеров зеркала

Для определения геометрических размеров и ДН зеркала будем пользоваться аппроксимирующей функцией и табличными данными.

Радиус параболоида:

Фокусное расстояние:

Глубина зеркала:

Построение дн зеркальной антенны

Формула для расчета диаграммы направленности:

, где

J0(U), J1(U) – функции Бесселя нулевого и первого порядка.

После подстановки получаем:

Рис. Диаграмма направленности зеркальной антенны для λ0

Рис. Диаграмма направленности зеркальной антенны для λ0+14%

Рис. Диаграмма направленности зеркальной антенны для λ0-14%

Уровень боковых лепестков на центральной частоте, в заданной полосе частот изменяется незначительно:

дБ

Ширина диаграммы направленности в заданной полосе частот изменяется 2,9+-0.5°:

Расчет фидерного тракта, вращающихся сочленений и узлов

По заданию требуется обеспечить сектор механического сканирования луча в горизонтальной плоскости: +-180 градусов. Поэтому выбираем электрическую схему с одномерным сканированием в горизонтальной плоскости:

Рис. Электрическая схема с одномерным сканированием в горизонтальной плоскости.

В качестве фидерного тракта выберем прямоугольный металлический волновод.

Выберем стандартный волновод: a=23мм, b=10мм.

Длина линии передачи: L=1.5 м.

Рассчитаем предельную мощность, пропускаемую волноводом с волной H10:

Что больше значительно меньшей заданной мощности передатчика (в импульсном режиме 0.7 кВт, соответственно в непрерывном 0.07 кВт)

Осевая симметрия поля, необходимая для сохранения постоянства передачи электромагнитной энергии при вращении подвижной части волноводного тракта относительно неподвижного, имеется в круглых волноводах с симметричными волнами типа Е01 и Н01.

Из-за сложности возбуждения волны Н01 в круглом волноводе в чистом виде (одновременно возбуждаются волны типа Н11, Е01, Н21,Е11) использование вращающихся сочленений на основе данного типа волны не получило широкого практического применения.

Диаметр основного круглого волновода сочленения D определяется из условия распространения волны Е01 (D>0,76λ) и затухания высших типов волн (D<0,97λ), т.е.

2,128 см <D< 2.716 см

Проверка круглого волновода на максимальную пропускаемую мощность не производится, так как в прямоугольном волноводе с волной Н10 электрический пробой наступает быстрее, чем пробой в круглом волноводе при любом типе волны.

Дроссельно-фланцевые соединения:

Для соединения отрезков волноводных линий передачи используются дроссельные соединения в круглых, вращающихся друг относительно друга, волноводах и контактные фланцевые соединения в прямоугольных волноводах.

В качестве дроссельной секции в круглом волноводе применяется полуволновая замкнутая линия, состоящая из двух параллельных четвертьволновых участков, длиной_см, с разными волновыми сопротивлениями. Использование притертого фланца при тщательной обработке и строгой параллельности фланцевых поверхностей позволяет получить в месте соединения двух отрезков волноводных линий хороший электрический контакт.

Расчет вращающегося сочленения:

При переходе от прямоугольного волновода с волной Н10 к круглому волноводу в последнем возникают волны: рабочая - Е01 и более низкая паразитная - Н11. Волна Н11 имеет несимметричную структуру поля и её энергия в круглом волноводе равна 1%, поэтому необходимы специальные устройства для гашения этой волны (допустимое содержание паразитных волн составляет 0,1%). В конструкциях таких сочленений для подавления паразитных волн широко применяют «гасящие объемы» и резонансные кольца.

Схема сочленения с «гасящими объемами» и резонансными кольцами имеет вид:

Выберем волноводное сочленение с резонансными кольцами, без гасящего объема. Оно имеет компактные размеры и широкую полосу пропускания частот.

Определим радиус круглого волновода сочленения:

Отсюда R=1.34 cм.

Определим отношение:

Определим эквивалентный радиус провода кольца:

см

см

Выберем кольцо эллиптической формы сечения и его толщину d’=1.5 см.

Толщина кольца:

Рассчитаем дроссельную секцию в круглом волноводе:

Она состоит из двух параллельных четвертьволновых участков, длиной:

и

Где: см

см

Отсюда:

Определим полную длину сочленения:

см

где n=2.

Определим длину от кольца до стенки сочленения:

см