3. 4. Расчет вращающихся сочленений

4. По заданию требуется обеспечить сектор механического сканирования луча в горизонтальной плоскости: +-90 градусов. Поэтому выбираем электрическую схему с одномерным сканированием в горизонтальной плоскости:

5. 

6. Рис. Электрическая схема с одномерным сканированием в горизонтальной плоскости.

7. В качестве фидерного тракта выберем прямоугольный металлический волновод. Выбран стандартный волновод: a=34,849 мм, b=15,799 мм. Длина линии передачи: L=3 м. Предельная мощность Р = 0,61 МВт.

8. Что больше значительно меньшей заданной мощности передатчика (в импульсном режиме 40 кВт, соответственно в непрерывном 40 кВт)

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 3,04 см <D< 3,88 см

13. 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.

14. Дроссельно-фланцевые соединения:

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

16. 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.

17. Расчет вращающегося сочленения:

18. 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.

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

20. 

22. Выберем волноводное сочленение с резонансными кольцами, без гасящего объема. Оно имеет компактные размеры и широкую полосу пропускания частот. Определим радиус круглого волновода сочленения:

23. 

24. 3,04 см <2R< 3,88 см

25. Отсюда R=1,77 см.

26. Определим отношение:

27. 2πR / λ= 2,8

28. Определим эквивалентный радиус провода кольца:

29. 

30. 

31. см

32. см

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

34. Толщина кольца:

35. 

36. Рассчитаем дроссельную секцию в круглом волноводе:

37. Она состоит из двух параллельных четвертьволновых участков, длиной:

38. и

39. Где: см

40. см

41. Отсюда:

42. 

43. 

44. Определим полную длину сочленения:

45. см

46. где n=2.

47. Определим длину от кольца до стенки сочленения: см.

    1. Литература

1. Кюн Р. Микроволновые антенны: Пер. с нем./ Под ред. М. П. Долухано-ва. Л.: Судостроение. 1967. 517 с.

2. Айзенберг Г. 3., Ямпальский В. Г., Терешин О. Н. Антенны УКВ. В 2 ч./ Под ред. Г. 3. Айзенберга М: Связь. 1977. Ч. 2, 288 с.

3. Фелъдгитейн А, Л., Ярвич Л. Р., Смирнов В, П. Справочник по элементамполноводной техники. М: Советское радио. 1967. 651 с.

4. Никитин Б. Т., Федорова Л. А., Данилов Ю.Н. Антенны и устройства сверхвысоких частот. Расчет и проектирование устройств СВЧ: Учеб. пособие/ ЛИАН. Л., 1986. 66 с.

5. Никитин Б. Т., Храмченко Г. Я. Расчет и проектирование зеркальных антенн: Метод, указ, к курсовому проектарованию. Ч. 1. Облучатели зеркальных антенн/ ЛИАП. Л., 1987. 19 с.

6. Драбкин А. Л., Зузенко В. Л., Кислое А. Г. Антенно-фкцерные устрой­ ства. М: Советское радио. 1974. 535 с.

7. Шанников Д.В., Утробин О.Б, Жуков А.Д. Техническая электродинамика. Антенные устройства и распространение электромагнитных волн. Сборник задач. - СПб: СПбГТУ, 1998. - 74 с.

8. Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование антенно-фидерных устройств. - М.: Энергия, 1966. - 648 с.

6. Заключение.

В данной курсовой работе был произведен расчет рупорной антенны сантиметрового диапазона с облучателем в виде пирамидального рупора. Подвод энергии осуществляется по волноводному тракту. Вход антенны стандартный дроссельный фланец, либо коаксиальный разъем 50 Ом.

После ознакомления с методиками расчета и соответствующей литературой в процессе выполнения курсовой работы можно сделать вывод, что существующие методики дают результат, несколько отличающийся от реального, что требует обязательного макетирования антенны и доводки рассчитанной конструкции. Это потребует наименьших временных и трудовых затрат по сравнению с учетом в математической модели всех факторов, влияющих на конструкцию. Исключение составляют антенны больших габаритов, макетирование и испытание которых по понятным причинам затруднено.

Рассчитанная конструкция будет обладать как минимум одним недостатком - несимметричностью ДН относительно горизонтальной оси вследствие затенения части зеркала питающим волноводом. При необходимости сохранения симметричности ДН следует дополнить конструкцию дополнительным симметрирующим волноводом, энергия по которому подводится не будет. Также это повысит жесткость конструкции.

Список использованной литературы:

1. _{«Расчет антенн СВЧ. Пособие к курсовому проектированию по антенно-фидерным устройствам. Часть I».Под ред. Д.И. Воскресенского. МАИ,1973 г.}

2. _{«Расчет антенн СВЧ. Пособие к курсовому проектированию по антенно-фидерным устройствам. Часть II».Под ред. Д.И. Воскресенского. МАИ,1973 г.}

3. _{«Справочник по элементам волноводной техники». Фельдштейн, Явич. Сов.радио, 1967 г.}

4. «Антенны и устройства СВЧ». Д.И. Воскресенский, В.Л. Гостюхин,

Л.И. Пономарев, В.М. Максимов. МАИ, 1999 г.

5. Лекции по предмету «Антенны и устройства СВЧ».

.

20