8

Московский институт электронной техники

(технический университет).

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ.

По курсу: Антенно-фидерные устройства.

Тема проекта: «Приемная АФАР»

Выполнил студент

группы МП-46: Никулин А.В.

Москва

2002

Задание:

Вариант №13.

Спроектировать приемную АФАР

К_р= 17 дБ

К_ш= 3,5 дБ

Р = 4

λ= 8 см

Θ_ск = 20˚

ΔΘ_0,5= 3˚

t -15 дБ.

d, N, П_прм, , Δ - ?

Решение:

Выберем распределение cos на пьедестале

-(13 +13Δ+22Δ²) = t

-(13 +13Δ+22Δ²) = -15

22 Δ²+13Δ – 2 = 0

D = 169 - 4

Рассчитаем межэлементное расстояние d. Оно определяется из соотношения:

Для малых секторов сканирования ДН элемента решетки можно аппроксимировать следующей зависимостью:

Показатель степени α может определяется из условия падения усиления излучателя на краю сектора сканирования Θ_ck на 3 дБ (в два раза по мощности):

Значение Θ_д определяется из того, что при отклоне­нии основного лепестка на предельное значение Θ_ck дифракционный максимум подавляется ДН элемента на (3 дБ) до допустимого УБЛ t:

Рассчитаем количество элементов решётки.

- число элементов в главном сечении

Решётка квадратная , 196 элементов.

Блок схема простейшей приемной АФАР на 196 элементов:

Блок схема прохождения входного сигнала по одному каналу:

L₁ МШУ₁ (к_ш, к_p) L₂ МШУ₂ (к_ш, к_p) L₃

> > ПРМ

L₁ – потери между излучателями и МШУ₁ (ППФ и соединительные кабеля).

L₂ – суммарные потери в ФВ, ЮФВ, кабелях, сумматорах, разъёмах и т.д.

L₃ – потери в соединительных кабелях между МШУ₂ и ПРМ.

При больших значениях коэффициента усиления МШУ наибольший вклад в эффективную шумовую температуру Т_эф, вносят к_ш и потери L₁ и L_2.

Тогда Т_эф = Т₀(к_ш-1),

где к_ш= к_ш L₁++

к_ш=3,5дБ=2,24 ед.

к_p=17дБ=50 ед.

L₁=0,6дБ=1,15 ед.

L₂=L_фв+L_каб.+L_омич.

Применяя делители на 2 сделаем делитель на 196. Это будет 8 этажей делителей на 2. Если применять одноэтажную схему разводки, то

потери в фазовращателе L_фв=3дБ;

потери в кабеле L_каб=1 дБ;

потери в делителе на два (8 этажей) L_омич=0,58 =4 дб.

L₂=3+1+4=8дБ=6,3 ед.

к_ш=

к_ш=2,866 ед.

Так как сумма 2-го и 3-го слагаемого в к_шсоставляет ≈11% от первого, то не требуется использовать активную схему суммирования.

> ФВ

>

> ФВ

В АФАР получилось 196 элементов, а разводка – на 256; 60 входов нужно подключить к согласованным нагрузкам.

На 1 вход четвертого этажа разводки подключим согласованную нагрузку, 32 входа нагружено; 1 на пятый этаж, 16 входов нагружено;1 на шестой этаж 8 входов нагружено; 1 на 7 этаж 4 входа нагружено. Итого 60 входов нагруженно.

Т_эф = Т₀(к_ш-1) = 290(2,866-1)=541,14 К

Энергетический потенциал приемной АФАР характеризуется следующим соотношением:

П_прм= S_эф/Т_эф

S_эф=0,5σS

σ =0,7

S=d²N²=(1,38)²14²=21199,36

S_эф=0,50,721199,36=7419,776

П_прм=см²/К

П_прм=13,71 см²/К

Точность выставки луча

Так как ширина луча по Х и по У одинакова, то можно выбрать спиральный излучатель.

Спиральная антенна представляет собой отрезок спирали из ме­таллической проволоки либо ленты, вдоль которого распространяется замедленная (или поверхностная) бегущая волна. Спираль с ша­гом S и диаметром D имеет длину витка L и угол намотки α. Общая длина спирали / = nS , где п - число витков. Возбуждающее устройство состоит из экрана и питающего фидера. Экран препятствует затеканию тока на внешнюю поверхность коаксиального фидера и выполняет роль рефлектора, ослабляющего излучение в зад­нюю полусферу.

Возьмём L=λ:

Оптимальный угол намотки α_опт=12

Количество витков n:

Диаметр экрана возьмём равным межэлементному расстоянию АФАР.