Московский Государственный Институт Электронной Техники

(Технический университет)

кафедра МТУРС

Курсовая работа

по курсу “Антенно-Фидерные Устройства”

Вариант 17

Выполнил: cтудент группы МП46 Слива С.В.

Проверил: Чистюхин В.В.

Москва 2002

Содержание:

1. Задание

2. Расчёт

   1. Расчёт относительного уменьшения возбуждения на краю антенны

   2. Расчёт межэлементного расстояния

   3. Расчёт количества элементов

   4. Расчёт энергетического потенциала

   5. Расчёт точности выставки луча

   6. Выбор типа излучателя и его расчёт

3. Используемая литература

1. Задание

Спроектировать приёмную АФАР с заданными параметрами:

Коэффициент усиления - K_p = 14 дБ

Коэффициент шума - K_ш = 3,2 дБ

Количество разрядов фазовращателя - p = 4

Длина волны - λ = 6 см

Угол сканирования - θ_ск = ± 15 ^o

Ширина луча по уровню 0,5 (по X) - ∆θ_X0,5 = 2 º

Ширина луча по уровню 0,5 (по Y) - ∆θ_Y0,5 = 1 º

Уровень боковых лепестков - t ≤ -13,4 дБ

Рассчитать:

Межэлементное расстояние (d) - ?

Количество элементов по X (N_X) - ?

Количество элементов по Y (N_Y) - ?

Энергетический потенциал (П_прм) - ?

Ошибка наведения луча по Х (δθ_X) - ?

Ошибка наведения луча по Y (δθ_Y) - ?

Нарисовать схему разводки, выбрать тип излучателя, обосновать выбор.

2. Расчёт

2.1 Расчёт относительного уменьшения возбуждения на краю антенны

Из выражения t ≈ - (13 + 13∆ + 22∆²) найдём значение ∆.

- (13 + 13∆ + 22∆²) = -13,4

22∆² + 13∆ - 0,4 = 0

∆ = 0.03

2.2 Расчёт межэлементного расстояния

Воспользуемся мягкой формулой, которая является следствием теоремы перемножения в теории антенн, в соответствии с которой полная ДН антенной решетки является произведением ДН одного элемента на множитель направленности решетки. Вследствии этого можно сказать, что если один элемент имеет незначительное излучение в направлении побочного максимума решетки, то последний окажется подавленным:

, где θ_Д – направление дифракционного максимума.

Чтобы его определить, воспользуемся формулой для ДН элемента:

→

2.3 Расчёт количества элементов

Из формулы найдем N_x :

Из формулы найдем N_y :

Общее число элементов – N = 800.

2.4 Расчёт энергетического потенциала

Энергетический потенциал приемных АФАР определяется соотношением:

, где S_ЭФФ – эффективная площадь антенны, Т_ЭФФ- шумовая температура АФАР, приведенная к раскрыву решетки.

Одноэтажная схема не удовлетворяет требованиям, так как вклад первого слагаемого при вычислении К_Ш∑ будет слишком мал.

Разобьем решетку на подрешетки по 4 элемента в каждой.

Тогда получим.

1

Σ256

4

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

ПРМ

>

797

800

Рассчитаем коэффициент шума:

Вклад последних слагаемых достаточно мал - двухэтажная схема удовлетворяет требованиям.

Рассчитаем шумовую температуру:

Рассчитаем энергетический потенциал:

2.5 Расчёт точности выставки луча

Точность выставки луча рассчитывается по формуле:

Найдем точность выставки луча по оси X:

Найдем точность выставки луча по оси Y:

2.6 Выбор типа излучателя и его расчёт

Так как угол сканирования нашей решетки достаточно мал (θ_СК=±15º), то можно выбрать в качестве излучателя спиральную антенну.

L- длина одного витка.

α- угол намотки.

S- шаг намотки.

m’- коэффициент замедления.

Оптимальный угол намотки -

Коэффициент замедления, соответствующий оптимальному углу намотки -

Из формулы для коэффициента замедления найдем S:

→

→

Определим число витков:

Входное сопротивление излучателя:

3. Используемая литература

1. Проектирование антенно-фидерных устройств. Методическое указание к практическим занятиям по курсу “Антенно-фидерные устройства”. В.В. Чистюхин,

К.С. Лялин, изд. МГИЭТ, Москва, 2001