Структурная схема радиотехнической системы

Структурная схема РЛС сопровождения, в которой используется рассматриваемая антенна, приведена на рис. 2. Рис.2. Блок-схема РЛС. Назначение отдельных узлов ясно из рисунка. Антенно-фидерный тракт состоит из облучателя, представляющего собой линейку вибраторов, волновода, возбуждающего вибраторы, двух вращающихся сочленений, ферритового дуплексера прием/передача. ^

Расчет геометрических размеров антенны и облучателя

Так как в качестве облучателя используется линейка синфазных вибраторов, то антенная линза является цилиндрической и диаграмма направленности антенны в H плоскости определяется диаграммой направленности облучателя. Ширину ДН в H плоскости можно легко менять в широких пределах изменением числа излучателей N. Направленные свойства линейки характеризует функция где k – волновой вектор. , получаем уравнение относительно N. Численное решение этого уравнения в системе Maple дает значение N = 14. Тогда раскрыв линзы в  = 4Подставив значение  H плоскости будет , где d – расстояние между вибраторами. Оно вычисляется по формуле   см.  - длина волны в волноводе, Здесь _КР = 8 см – критическая длина волны. В качестве волновода выбираем волновод МЭК58. Таким образом, длина излучателя и раскрыв антенны в Н плоскости равны D_H = (N+1)d6,49 =48,9 см. = 15 При расчете геометрических размеров антенны в Е плоскости обратимся к рис.3, на котором представлен профиль в плоскости E ускоряющей металлопластинчатой антенны с плоским выходным излучающим раскрывом и облучателем, расположенным в точке фокуса F. На рис. 3 приняты следующие обозначения: F  фазовый центр облучателя; f  фокусное расстояние; D  раскрыв линзы (в плоскости E); t – толщина линзы; ₉ · угол раскрыва линзовой антенны;· – текущий угол раскрыва линзовой антенны; ₉ – радиус раскрыва линзы; ρ – текущий радиус раскрыва линзы; r₉ – расстояние от фазового центра облучателя до края раскрыва линзы; r – текущее расстояние от фазового центра облучателя до освещенной по­верхности линзы. Рис.3. Профиль ускоряющей металлопластинчатой линзы в главной плоскости. Определим размер раскрыва линзы E плоскости, используя соотношение Здесь   - коэффициент, учитывающий закон распределения амплитуды поля на излучающем раскрыве в соответствующей плоскости. Его определяем по данным Приложения 2методических указаний. При выборе коэффициента руководствуемся требуемым уровнем первого бокового лепестка и заданным уровнем поля на краю раскрыва, а также предполагаемым законом линзы. Последний определяется типом облучателя линзы. В нашем случае - линейка вибраторов - закон распределения поля косинусоидальный. При прикидочном расчете выберем степень аппроксимирующего полинома p =9,2 получаем: А=1. Тогда для ⁹. = 62  Размер раскрыва будет  см.  Коэффициент преломления выберем равным n = 9,5. Это соответствует расстоянию между параллельными пластинами линзы a = 9,58 . Определим минимальное фокусное расстояние, воспользовавшись неравенством (1.5) Выберем фокусное расстояние равным 1,1f_min: f = 128 см. Определим толщину металлопластинчатой линзы, исходя из соотношения   см. Определим угол раскрыва ₉ из соотношения Получаем: ₉. = 35,98 ^