
- •Выполнила студентка группы
- •Принял: доцент каф. СвЧиКр
- •Содержание
- •2 Расчет конструктивных параметров приемной антенны
- •Д.Н. Облучателя должна удовлетворять соотношению
- •2.2 Определение диаметра параболоида 2Rп и фокусного расстояния f
- •2.3 Расчет диаграммы направленности
- •2.4 Расчёт g антенны
- •2.5 Расчёт Рпр – мощности приёмной антенны
- •2.6 Выбор схемы и расчет поляризатора
- •2.6.1 Выбор размеров волновода
- •2.6.2 Расчет возбуждающего устройства
- •3.Расчет ппф
- •3.1 Расчет ппф и его ачх
- •4 Выводы
2.6.2 Расчет возбуждающего устройства
Критерием согласования возбуждающего устройства с волноводом служит режим бегущей волны в коаксиальном питающем фидере, т.е. равенство входного сопротивления Rвхвозбуждающего устройства волновому сопротивлению фидераф(для коаксиального провода 50 Ом).
Rвх=ф (2.6.5)
(2.6.6)
где x1=a/2– положение штыря на широкой стенке волновода (по середине);
в=120в/=1200.033/0.025=498500 Ом- волновое сопротивление волновода;
hд- действующая высота штыря в волноводе, геометрическая высота которогоlопределяется по следующей формуле:
(2.6.7)
Теперь из формулы (2.6.6) выразим hд:
Из
формулы (2.6.7) найдем геометрическую
высоту штыря
На этом расчет рупорной антенны с вращающейся поляризацией закончен.
3.Расчет ппф
Фильтры СВЧ применяются для частотной селекции сигналов, согласования комплексных нагрузок, в цепях задержки и в качестве замедляющих систем.
Основным назначением фильтром является подавление одних частотных составляющих сигнала и пропускания других. Частотная характеристика фильтра есть кривая зависимости затухания в нем от частоты. Полоса частот с малым затуханием называется полосой пропускания, а полоса частот с большим затуханием –полосой заграждения.
Частотная
характеристика каждого фильтра имеет
переходную область между полосой
пропускания и полосой заграждения, т.
е. между частотами
В этой области затухание меняется
от максимального значения до минимального.
Обычно стараются уменьшить эту область,
что приводит к усложнению фильтра,
увеличению числа его звеньев. При
проектировании фильтра, как правило,
задаются следующие характеристики:
полоса пропускания, полоса заграждения,
средняя частота, затухание в полосе
пропускания, затухание в полосе
заграждения.
3.1 Расчет ппф и его ачх
Для аппроксимации частотных характеристик затухания применяется ряд функций, удовлетворяющих условиям физической реализуемости фильтров. На примере ФНЧ рассмотрим наиболее распространенную равноволновую аппроксимацию, используя полином Чебышева.
Показатель степени n, определяющее число элементов в схеме прототипа фильтра, можно найти из требований к частотной характеристики фильтра:
-заданная
величина затухания, соответствующая
полосе заграждения
(полосе пропускания
)
Я выбираю n=3
Нахождение параметров схемы фильтра прототипа по заданной частотной характеристике фильтра является задачей параметрического синтеза. Для общности результатов все величины нормируются. Сопротивление нагрузки и генератора принимаются равным единице. Наряду с нормировкой по сопротивлению проводится нормировка по частоте, например, граничная частота полосы пропускания принимается равной единице. Таким образом, расчет фильтра СВЧ сводится к синтезу схемы низкочастотного прототипа и замене элементов с сосредоточенными параметрами.
Приведем дуальную схему фильтра – прототипа.
Рис.3.1.1 Лестничная схема фильтра – прототипа нижних частот.
Параметры ФНЧ:
Для
найденного значения n,
заданного
и
определим (n+1)
коэффициентов
,
которые представляют собой перепады
характеристических сопротивлений
ступенчатого перехода – прототипа с
равноволновой характеристикой. При
одинаковой абсолютной величине полосы
пропускания фильтра и прототипа
относительные полосы пропускания
фильтра и прототипа будут отличаться
в два раза (относительная полоса
пропускания ступенчатого перехода
будет в два раза больше). Это необходимо
учитывать при нахождении коэффициентов
,
выбирая полосу прототипа равной
2(
).
Теперь
найдем
:
Получаем, что:
Т. е. получаем:
Равноволновая характеристика ослабленияФНЧ имеет следующее аналитическое представление:
-вещественный
параметр, определяющий уровень ослабления
в полосе пропускания
-полином
Чебышева первого рода степениn.
,
тогда
=1
Рис. 3.1.2 Равноволновая характеристика затухания фильтра прототипа верхних частот.
Перейдем к ППФ:
Параметры ППФ:
Произведем денормировку параметров фильтров
L1’=C1’=
L2’=C2’=
L3’=C3’=
Рис.3.1.3 Эквивалентная схема ППФ
Теперь найдем затухание для ППФ:
Найдем
для схемы
Коэффициент затухания:
Рис.3.1.4 Характеристика затухания ППФ
Реализация ППФ на МПЛ.
Рис 3.1.5
L1=L1’L2=C2’L3=L3’
C1=C1’ C2=C3=C3’
L1=C1=
L2=C2=
L3=C3=
Каждый элемент в резонансных контурах заменим: индуктивность- к. з. шлейфом,емкость: - х.х. шлейфом. Шлейфы выполнены на МПЛ.
Контуры будут соединяться
между собой четверть волновыми шлейфами
с волновым сопротивлением
50
Ом.
Для практических
расчетов часто используют выражение
для
МПЛ (Ом), полученные квадратическим
приближением:
Точность определения
по этой формуле составляет 1% при
и 3% при
.
Выполним МПЛ на подложке
c
2.5,
отношение
.
Тогда
Ом
Длина волны на МПЛ:
Определим длину
каждого шлейфа на центральной частоте
:
Индуктивность заменим к. з. шлейфом:
=79.58
=159.16
=79.58
Емкость заменим х.х. шлейфом:
=31.415
=15.707
=31.415
Таким образом, получаем следующую топологию фильтра:
Рис.3.1.6. Топология ППФ на элементах с распределенными параметрами на МПЛ
Найдем зависимости входного сопротивления этого фильтра от частоты
Za=L3 II C3 II Rn
Zb=
Коэффициент отражения:
Затухание:
Рис.3.1.7. АЧХ