3-14_Устройства СВЧ и антенны
.doc
Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Контрольная работа по « Устройствам СВЧ и Антеннам. » № 3.
Учебное пособие.
Гошин Г.Г., Замотринский В.А.
Шангина Л.И.
Томск-2001 г.
2003 г.
Вариант №14.
1. Определить максимальную ЭДС, возбуждаемую в приемной антенне электромагнитной волной длиной и с напряженностью электрического поля , при условии, что антенна имеет КНД , а ее сопротивление излучения .
Решение.
Максимальная ЭДС в приемной антенне определяется по формуле Неймана:
. Где - эффективная длина антенны, которая находится по формуле:
. .
2. Симметричный вибратор имеет размеры: длина , диаметр . Определить величину и характер реактивной составляющей входного сопротивления вибратора на частоте .
Решение.
Сначала определим длину волны: и электрический размер плеча: . Они равны:
;
Определим волновое сопротивление вибратора по формуле:
.
Учитывая, что сопротивление излучения вибратора Ом, по формуле имеем:
.
3. Определить диаметр раскрыва и фокусное расстояние параболической антенны с осесимметричным зеркалом, ширина ДН которой в плоскости Н равна: . Длинна рабочей волны , а половина угла раскрыва зеркала .
Решение.
Диаметр раскрыва найдем из формулы: , следовательно . .
Из соотношения диаметра раскрыва и полного угла раскрыва зеркала найдем фокусное расстояние зеркала: .
4. Определить толщину, половину угла раскрыва (в радианах) и КУ гладкой диэлектрической линзы (; ), работающей на волне длиной , если раскрыв линзы имеет форму круга диаметром , а фокусное расстояние линзы . Рассчитать технические допуски на точность изготовления такой антенны.
Решение.
Толщина h гладкой диэлектрической линзы определяется по формуле:
, .
Половину угла раскрыва линзы найдем из формулы:
при n>1; , тогда .
КУ линзовых антенн рассчитывается по формуле: , где - КПД антенны, который в случае диэлектрических линз находится как ;
. КНД линзовых антенн определяется как , где
- площадь раскрыва линзы. ; .
.
Допуски на отклонение профиля диэлектрической линзы от теоретической кривой и на точность установки облучателя в фокусе линзы определяются по формулам:
; . ;
5. Определить сопротивление излучения линейной антенной решетки, состоящей из N = 3 синфазных полуволновых вибраторов, ориентированных вдоль прямой линии и расположенных на расстоянии от плоского рефлектора. Расстояние между вибраторами ничтожно мало.
Решение.
Действие рефлектора можно рассматривать как действие фиктивных вибраторов , представляющих собой зеркальное изображение реальных вибраторов 1-3. Тогда для вибратора 1 согласно формуле можно записать:
Находим величины вносимых сопротивлений излучения:
при и ;
при и ;
при и ; Знаки изменены на
при и ; противоположные.
при и ;
Считая собственное сопротивление излучения вибратора 1 равным , находим . Точно такое же сопротивление излучения имеют вибраторы , так как в решетки они расположены симметрично.
Сопротивление излучения всей антенной решетки составит: