Раздел 16. Конструкции, принципы функционирования и характеристики типовых антенных решеток (7 часов)

№

п/п

Наименование разделов и тем

Кол-во ча­сов по оч­ной форме обуче­ния

Виды занятий (часы) и контроля

Лекции

ПЗ (С)

ЛР

Са­мо­стоя­тельная ра­бота

Тесты

Кон­трольная ра­бота

ПЗ

ЛР

Курсо­вая ра­бота (проект)

Аудит.

ДОТ

Аудит.

ДОТ

Аудит.

ДОТ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Всего:

170

12

60

10

0

15

5

68

16

1

5

4

1

1 часть курса- Устройства СВЧ

Всего по первой части

90

6

32

4

-

9

3

36

7

1

2

4

-

1.

Введение

1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

2

Раздел 1. Принципы функционирования и конструкции регулярных линий передачи электромагнитной энергии и их технические характеристики

10

1

2

-

-

-

-

7

№1

-

-

-

-

3

1.1. Общие требования, предъявляемые к линиям передачи электромагнитной энергии, и их технические характеристики

4

1

-

-

-

-

-

3

-

-

-

-

-

4

1.2. Типы линий передачи. Их электрические модели и конструкции

6

-

2

-

-

-

-

4

-

-

-

-

-

5

Раздел 2. Принципы функционирования и конструкциинерегулярных линий передачи и линий передачи ко­нечной длины. Методы согласования

12

1

2

2

-

-

-

7

№2

-

№1

-

-

6

2.1. Неоднородности в линиях передачи. Коэффициенты отражения, бегущей (КБВ) и стоячей (КСВ) волн

6

1

2

-

-

-

-

3

-

-

-

-

-

7

2.2. Принципы согласования. Конструктивное исполнение согласующих устройств, их электрические модели

6

-

-

2

-

-

-

4

-

-

№1

-

-

8

Раздел 3. Теоретические основы автоматизированногопроектирования СВЧ эле­ментов и узлов трактов СВЧ. Общая теория пассивныхмно­гополюсников

12

1

6

2

-

-

-

3

№ 3

-

№2

-

-

9

3.1. Волновые матрицы рассеяния и передачи. Матрицы сопротивления и проводимости.

6

1

4

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

10

3.2. Основные свойства матрицы рассеяния. Экспериментальное исследование устройств СВЧ с целью определения элементов волновых матриц

6

-

2

2

-

-

-

2

-

-

№ 2

-

-

11

1. РРаздел 4. Типовые двухполюсники, или оконечные устройства в ли­ниях передачи. Принципы функционирования и конструкции

10

-

4

-

-

-

-

6

№ 4

-

-

-

-

12

2. З4.1. Закорачивающие поршни

2

-

-

-

-

-

-

2

-

-

-

-

-

13

3. С4.2. Согласованные нагрузки

2

-

1

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

14

4. И4.3. Индикаторы мощности (детекторные и термисторные головки)

2

-

1

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

15

5. О4.4. Объемные резонаторы

4

-

2

-

-

-

-

2

-

-

-

-

-

16

Раздел 5. Принципы функционирования и конструкцииСВЧ четырехполюсников, их электрические модели

22

1

16

-

-

4

-

1

№ 5

-

-

-

-

17

5.1. Неоднородности в линиях передачи

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

18

5.2. Сочленение отрезков линий передач

1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

19

5.3. Переходы в линиях передачи

2

-

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

20

5.4. Вращающееся сочленение

2

-

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

21

5.5. Согласующие устройства (реактивные диафрагмы и штыри, компенсирующий реактивный контур и трансформатор)

2

-

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

22

5.6.Возбудители электромагнитных колебаний

2

-

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

23

5.7. Аттенюаторы (ослабители мощности)

2

-

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

24

5.8. Фазовращатели (взаимные)

2

-

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

25

5.9. Проходные резонаторы

1

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

26

5.10. Фильтры СВЧ

3

-

-

-

-

3

-

-

-

-

-

№3

-

27

5.11. Теоретические основы применения ферритов в устройствах СВЧ

2

-

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

28

5.12. Невзаимные четырехполюсники. Ферритовые устройства (фазофращатели, вентили, поляризаторы и т.п.).

2

-

1

-

-

1

-

-

-

-

-

№4

-

29

Раздел 6 Принципы функционирования и конструкции шестиполюсников, их электрические модели

9

-

1

-

-

2

-

6

№ 6

-

-

-

-

30

6.1. Т- и Y- разветвители (тройники)

3

-

-

-

-

-

-

3

-

-

-

-

-

31

6.2. Невзаимные шестиполюсники- циркуляторы

6

-

1

-

-

2

-

3

-

-

-

№4

-

32

Раздел 7. Принципы функционирования и конструкции восьмиполюсников, их электрические мдели

13

2

1

-

-

3

3

4

№7

-

-

-

-

33

7.1. Гибридные Т- образные укстройства

3

-

-

-

-

2

-

1

-

-

-

№2

-

34

7.2. Кольцевые мосты

1

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

35

7.3. Щелевой мост

2

1

-

-

-

1

-

-

-

-

-

№2

-

36

7.4. Квадратные мосты

1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

37

7.5. Направленные ответвители

4

1

-

-

-

-

3

-

-

-

-

№1

-

38

7.6.Циркулятор, основанный на использовании эффекта Фарадея

1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

39

7.7. Фазовый циркулятор

1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

40

Заключение

1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

2 часть курса-Антенны

Всего по второй части

80

6

28

6

-

6

2

32

9

-

3

4

1

41

Введение

1

-

-

-

-

-

-

1

42

Раз­дел 8. Электродинамические основы теории антенн. Сочетание методов электродинамики и теории цепей СВЧ. Параметры ан­тенн

7

1

4

-

-

-

-

2

№8

-

-

-

-

43

8.1. Поле излучения элементарных излучателей: электрического и маг­нитного диполей, щели, элемента Гюйгенса, электрической и магнитной рамок.

2

-

1

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

44

8.2. Постановка задачи о расчете электромагнитного поля излучения антенны по заданному распределению сторонних источников. Применение тео­ремы эк­вивалентности к расчету поля излучения антенн.

2

1

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

45

8.3. Амплитудная (диаграмма на­правленности антенны-ДН), фазовая и поляризационная характеристики на­правленности антенны. Коэффициент направленного действия (КНД), коэффи­циент полезного действия (КПД), коэффициент усиления (КУ) антенны. Рабо­чая полоса частот и предельная мощность, входное сопротивление, сопротив­ление излучения и потерь, мощность из­лучения.

3

-

3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

46

Раздел 9. Принципы функционирования вибраторных антенн. Аналитические и численные методы расчета поля излучения

10

1

3

4

-

-

-

2

№9

-

-

-

-

47

9.1. Идеальный линейный излучатель. Понятие о строгой постановке за­дачи излучения симметричного вибратора. Приближенный метод анализа, основан­ный на использовании теории длинных линий. Амплитудная ха­рактеристика направленности вибратора.

2

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

48

9.2. Применение метода вектора Пойнтинга и метода наводимыхЭДС для расчета мощности и сопротив­ления излучения вибратора.

2

-

-

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

49

9.3.Инженерный метод расчета вхо-дного сопро­тивления вибратора произвольной длины. Зависимость активной и реак­тивной составляющих входного сопротив­ления от относительной длины вибратора при различных значениях его волно­вого сопротивления. Не­симметричный вибратор.

3

-

-

2

-

-

-

1

-

-

-

-

-

50

9.4. Принцип двойственности и применение его к расчету щелевой антенны, прорезанной в плоском экране.

2

-

1

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

51

9.5. Микрополоско­вые вибраторы и их эквивалентные схемы.

1

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

52

Раздел 10.Принципы функционирования линейной системы источников излуче­ния. Аналитические и численные методы расчета поля излучения

14

2

4

2

-

-

-

6

№10

-

-

-

-

53

10.1. Линейный непрерывный источник излучения с равномерным ам­плитуд­ным и линейным фазовым распределением токов возбуждения. Выражения для напряженности поля и для множителя направленности системы излучателей. Теорема умножения.

2

1

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

54

10.2. Режимы поперечного, осевого и наклонного излучений. Ширина ДН, уровень боковых лепестков, КНД, оптимальное замедление фазо­вой скорости и оптимальная длина линей­ного источника. Влияние амплитуд­ного и фазового распределения элек­тромагнитного поля на ДН линейной сис­темы излучателей.

3

-

2

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

55

10.3. Эквидистантная линейная антенная решетка. Выражение для мно­жителя на­правленности ДН. Расчет КНД решетки. Понятие о неэквиди­стантных решет­ках. Сканирование ДН линейной решетки излучателем путем изменения фазо­вого распределения

2

-

-

-

-

-

-

2

-

-

-

-

-

56

10.4. ДН двух связанных активно питаемых вибраторов. Уравнения для токов и напряжений в системе двух связанных вибраторов. Уравнение Кирхгоффа. Собственные, взаимные и вносимые сопротивления вибрато­ров. Активный и пассивный вибраторы. Рефлектор и директор. Расчет и методы настройки пас­сивного вибратора.

3

1

1

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

57

10.5. Инженерный метод учета влия­ния Земли на излучение го­ри-зонтальногои вертикального вибраторов. Использование метода зеркальных изображений. Влияние высоты подвеса антенны на параметры вибраторов: ДН, сопротивление излучения и вход­ное сопротивление.

2

-

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

58

10.6. Влияние Земли на ДН ли­нейной антенной решетки. Расчет входного сопротивления излучающего эле­мента и решетки с по­мощью системы уравнений Кирхгоффа.

2

-

-

1

-

-

-

1

-

-

-

-

-

59

Раздел 11. Понятие о синтезе линейных антенных систем по задан-ной диаграмме направленности

3

-

2

-

-

-

-

1

№11

-

-

-

-

60

11.1 Задача синтеза. Критерии оптимальности синтезируемых ДН. По­становка задачи синтеза методом преобразования Фурье и методом пар­циальных ДН.

2

-

1

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

61

11.2 Постановка задачи о синтезе оптимальных ДН. Понятие о сверхнаправленно­сти антенн.

1

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

62

Раздел 12. Аналитические и численные методы расчета поля илучения плоских излучающих поверхностей и решеток излуча­телей

8

1

3

-

-

-

-

4

№12

-

-

-

-

63

12.1. Применение принципа эквивалентных поверхностных токов к рас­чету поля излучения антенн. Излучение идеальной плоской антенны пря­моугольной и круглой форм. ДН, ширина основного лепестка, количество и интенсивность боковых лепестков.

3

1

-

-

-

-

-

2

-

-

-

-

-

64

12.2. Излучающие поверхности с различ­ными законами распределения ампли­туд и фаз поля (линейный, квадра­тичный и кубичный) вдоль координат апер­туры антенн. Причины измене­ния формы ДН. Коэффициент использования поверхности антенны (КИП).

3

-

1

-

-

-

-

2

-

-

-

-

-

65

12.3. Плоские фазированные антенные решетки (ФАР). Методы опти­мизации характеристик ФАР.

2

-

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

66

Раздел 13. Принципы функционирования антенн в режиме радиоприема

3

-

1

-

-

-

-

2

№13

-

-

-

-

67

13.1. Симметричный вибратор в поле плоской волны. Применение принципа взаимности к приемным антеннам. Мощность в нагрузке при­емной антенны.

2

-

-

-

-

-

-

2

-

-

-

-

-

68

13.2. Параметры приемных антенн: действующая длина, КНД, КПД, КУ, шумовая температура. Передача мощности между двумя антен­нами.

1

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

69

Раздел 14. Типовые вибраторные и щелевые антенны СВЧ. Конструкции и принципы функционирования, их характеристики

14

1

3

-

-

4

2

4

№14

70

14.1. Симметричные и несимметричные вибраторы. Петлевой вибратор. Турникетные вибраторы. Уголковая антенна Пистолькорса.Ромбическая антенна

1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

71

14.2. Синфазная горизонтальная диапазонная антенна.

1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

72

14.3. Классификация СВ, ДВ, СДВ антенн.

1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

73

14.4. Проволочные антенны и антенны-мачты. Г- и Т -об­разные антенны.

1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

74

14.5. «Частотно-независимые» антенны: логарифмические вибраторные и спиральные антенны.

1

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

75

14.6. Антенны бегущей волны с дискре-т­ными и непрерывно· распределе-нными излучателями: директорные, спи­ральные, диэлектрические и импедансные антенны.

4

-

-

-

-

2

2

-

-

-

-

№1

№2

-

76

14.7. Полуволновые, коль­цевые, Пи V-образные.

1

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

77

14.8. Щелевые антенны с резонаторами.

1

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

78

14.9. Волноводные многощелевые антенные решетки, запитываемые по принципу создания бегущей и стоячей волн.

2

-

-

-

-

2

-

-

-

-

-

№3

-

79

14.10. Методы питания и согласования вибраторных и щелевых антенн.

1

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

80

Раздел 15.Типовые конструкции апертурных антенн. Принципы их функционирования, характеристики

12

-

5

-

-

2

-

5

№15

81

15.1. Виды апертурных антенн. Антенны типа открытого конца прямо­угольно­го и круглого волноводов. Секториальные, пирамидальные и ко­нические ру­порные антенны. Распределение фазы поля в раскрыве ру­пора. Оптимальная рупорная антенна. Согласование рупора с волноводом.

2

-

-

-

-

2

-

-

-

-

-

№4

-

82

15.2. Параболические антенны. Влияние амплитудного и фазового распреде­ле­ний поля вдоль апертуры антенны, утечки мощности за края зеркала, точ­но­сти выполнения про-филя, кросс-поляризации, затенения раскрыва об­лучателя, рассеяния на облучателе и поддерживающих его элементов на ДН и коэффици­ент использования поверхности раскрыва (КИП).

3

-

2

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

83

15.3. Облучатели зеркальных антенн. Конструкции вибраторных, щелевых и рупорных облу-чателей. Способы формирования суммарных и разност­ных ДН. Комбинированные облучатели для работы в различных диапазо­нах волн. Мно­гомодовые облучатели.

2

-

1

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

84

15.4. Реакция зеркала на облучатель, меры борьбы с ней. Оптимальная форма ДН облучателя. Двухзеркальные антенны Кассегрейна. Другие разновидности зеркальных антенн для по­лучения ДН специальной формы. Способы сканирования ДН в зеркаль­ных антеннах.

3

-

1

-

-

-

-

2

-

-

-

-

-

85

15.5. Линзовые антенны. Ускоряющие и замедляющие линзовые антенны. Ме­таллодиэлектрические линзы. Зонирование линз. Линзы для широко­угольного качания луча

2

-

1

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

86

Раздел 16. Конструкции, принципы функционирования типовых антенных решеток

7

-

3

-

-

-

-

4

№16

-

-

-

-

87

16.1. Антенны с частотным качанием луча, углочастотная чувствитель­ность. Плоские фазированные антенные решетки. Причины ограничения углов скани­рования

2

-

1

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

88

16.2. Типы излучателей. Способы питания антенных ре­шеток. Оптическое питание излучателей проходного и отражательного типов.

1

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

89

16.3. Разветвители энергии в волноводном и микрополосковом исполнении. Активные решетки. Дискретное фазирование.

2

-

1

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

90

16.4. Зависимость величины КНД и уровня боковых лепестков от дискретного ха­рактера работы фазовращателей. Рабочая полоса частот антенной ре­шетки. По­нятие о многолучевых антенных решетках.

1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

91

16.5. Определение понятия электромагнитной совместимости. Требования к ве­личине взаимной развязки (переходного ослабления) близко расположен­ных излучателей.

1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

92

Заключение

1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-