4.2 Расчет дн мпи в е-плоскости

Расчёт ДН в Е-плоскости производится по следующим формулам:

Рисунок 4.2 - Диаграмма направленности МПИ в Е-плоскости

4.3 Расчет дн мпи в h- плоскости

Расчёт ДН в H-плоскости производится по следующим формулам:

;

Рисунок 4.3 - Диаграмма направленности МПИ в Н-плоскости

5. Расчёт допусков влияния разброса параметров на характеристики мпи

микрополосковый антенна сопротивление частота

Изменение геометрических параметров излучателя и отклонения диэлектрической проницаемости материала и толщины подложки вызывают расхождения между расчетными и истинными значениями параметров МПИ.

Это в основном относится к резонансной частоте.

Поскольку полоса рабочих частот МПИ составляет обычно несколько процентов от средней частоты, то определение истинного значения резонансной частоты является весьма важным при проектировании МПИ и, соответственно микрополосковых антенн.

Точность изготовления пластины МПИ определяется способом производства и при использовании современных технологических методов может быть весьма высокой. Листовые диэлектрические материалы промышленного производства на базе полиэтилена и полистирола имеют допуски на относительную диэлектрическую проницаемость ±1% и ±5% на толщину.

Резонансная частота МПИ определяется следующей формулой:

где:

с - скорость света в вакууме.= 17.03ГГц.

На основе выражения для резонансной частоты получена следующая расчетная формула для относительной девиации частоты:

Так как , то членом можно пренебречь.

Частные производные, входящие в формулу для относительной девиации частоты определяются по формулам:

,

где Δh = 0,05·h = 0.00002193 - 5%-ый допуск на толщину листового диэлектрического материала, заложенный при производстве;

Δε = 0,25 - допуск на значение относительной диэлектрической проницаемости.

В результате вычислений, значение относительной девиации частоты получилось таким:

6. Расчет конструктивных размеров и системы питания элементов антенной решетки

Для расчета конструктивных размеров и системы питания элементов антенной решетки рассмотрим плоскую синфазную равномерно возбужденную эквидистантную решетку. N×N одинаковых элементов - МПИ прямоугольного типа (фрагмент представлен на рисунке 5).

Рисунок 6.1 - Фрагмент решетки (2×2 элемента): 1 - излучатель, 2 - трансформаторы сопротивлений

При расположении МПИ в антенной решетке они неизменно влияют друг на друга. Это влияние приводит к изменению параметров излучателей, например, входного сопротивления, резонансной частоты. А также ухудшается согласование в рабочей полосе частот и КПД антенны. Для устранения этого явления, расстояние между излучателями следует выбирать исходя из условия: d>λ0/2

Также необходимо исключить возможность появления вторичных главных максимумов характеристик направленности. Для этого должно выполняться неравенство: d< 0.9 λ0

Питание элементов решетки может быть осуществлено при помощи параллельной или последовательной схемы. Последовательная схема используется сравнительно редко из-за высоких потерь, узкополосности и сложности расчета. В ней так же трудно обеспечить требуемое амплитудное распределение. Параллельная схема питания (рис. 5), носит название «ветвистой», не имеет перечисленных выше недостатков. Но в такой схеме питания несколько выше уровень потерь энергии в точках ветвления. Питание рассчитываемой антенной решетки будет осуществлено по параллельной схеме питания

Рассчитаем параллельную схему питания, придерживаясь необходимого порядка.

Исходя из приведенных рекомендаций, шаг решетки должен лежать в пределах