Курсачи по АФУ(Чистюхин, МП46-47) / АФУ

Московский Государственный Институт Электронной Техники (ТУ).

Кафедра: МРТУС

Курсовая работа по Антенно-Фидерным Устройствам.

“Проектирование приемной АФАР”

Выполнил: Петров А.В.

Группа: МП-46

Проверил: Чистюхин В.В.

Москва

2002

Задание.

Спроектировать приемную АФАР по заданным параметрам:

Коэффициент усиления модуля - К_Р=21 дБ

Коэффициент шума - К_Ш=2 дБ

Количество разрядов фазовращателя - р=4

Длина волны - λ=8 см

Угол сканирования - θ_СК=±25º

Уровень боковых лепестков - t≤-13,4 дБ

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

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

Рассчитать: d_X,d_Y,N_X,N_Y,П_ПРМ,δθ_X,δθ_Y .

Нарисовать схему разводки, выбрать тип излучателя и обосновать его выбор.

1. Расчет относительного уменьшения возбуждения на краю антенны.

Найдем из формулы ∆:

-(13+13∆ +22∆²)=-13,4

22∆²+13∆-0,4=0

∆=0.03

2. Расчет 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:

→

3. Расчет количества элементов.

Из формулы найдем N_1x :

Из формулы найдем N_2y :

Общее число элементов – N=2048.

4.Расчет энергетического потенциала.

Энергетический потенциал приемных АФАР определяется соотношением:

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

Потери в кабеле и МШУ равны:

Рассмотрим одноэтажную схему:

.

.

.

.

.

Σ2048

>

ПРМ

Одноэтажная схема не удовлетворяет требованиям, так как вклад последних двух слагаемых составляет 10,7 % от первого слагаемого.

Разобьем решетку на 64 подрешетки по 32 элемента в каждой.

Тогда получим.

1

Σ64

3

.

.

.

.

.

.

2

.

.

.

.

.

.

ПРМ

>

2017

2048

Рассчитаем коэффициент шума:

Двухэтажная схема удовлетворяет требованиям, так как вклад последних слагаемых составляет 5,2 % от первого слагаемого.

Рассчитаем шумовую температуру:

Рассчитаем энергетический потенциал:

5.Рассчитаем точность выставки луча.

Точность выставки луча рассчитывается по формуле:

Найдем точность выставки луча по оси X:

Найдем точность выставки луча по оси Y:

6.Выбор типа излучателя, его обоснование и расчет.

Так как угол сканирования нашей решетки достаточно мал (θ_СК=±25º), 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:

5