4. Расчет геометрических размеров облучателя и решетки.

В качестве облучателя диэлектрических стержней используется система синфазных волноводов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга.

Длинна стержня выбрана равной двум длинам волн. Для удовлетворения условию широкой диаграммы направленности в вертикальной плоскости.

Исходя из уравнения - максимальный диаметр стержня 4,607 см. расстояние между стержнями меньше длинны волны, в нашем случае 8 см. Уравнениепоказало что в горизонтальной плоскости количество стержней 22, а в вертикальной 6 ().

В результате полученных данных - максимальные размеры антенной решётки в горизонтальной плоскости 2м 77,354 см. в вертикальной 77,642 см.

4. Расчет ДН облучателя в главных плоскостях

Диаграмма направленности системы синфазных излучателей в общем случае определяется следующей формулой:

, (5.1)

где - ДН одиночного излучателя (щели),-функция направленности системы изn ненаправленных излучателей, расположенных на расстоянии d друг от друга, она определяется следующим выражением:

, (5.2)

где ψ – сдвиг фаз между точками соседних излучателей (в случае синфазной системы излучателей ψ=0)

Используя выражение (5.1), можно рассчитать ДН линейного облучателя в плоскости, совпадающей с продольной осью облучателя и нормально к излучающему раскрыву линзы.

В плоскости, перпендикулярной продольной оси линейки излучателей, ДН облучателей будет определяться первыми двумя сомножителями выражения (5.1), т.е. зависеть только от выбранного типа одиночного излучателя и его ДН в соответствующей плоскости.

В данной работе в качестве одиночных излучателей выбраны щели.[2]

ДН одиночных излучателей в E- и H- плоскостях имеют вид:

В Е-плоскости:

(5.3)

Рисунок 5.1 - Диаграмма направленности одиночного излучателя в горизонтальной плоскости

В H-плоскости

Рисунок 5.2 - Диаграмма направленности одиночного излучателя в вертикальной плоскости

Облучатель создает ДН всей антенны в Н- плоскости.(вертикальной)

ДН линейной системы синфазных излучателей, и, как следствие, ДН всей антенной системы в Н-плоскости определяется формулой.

Таким образом определяется множителем решетки (5.2), который в нашем случае приψ=0 примет вид

Рисунок 5.3 - ДН облучателя

Выполним проверку на соответствие полученной ДН в Н- плоскости с техническим заданием

При φ=1,5 значение ДН f_n

Fn(1.5)=0.68

Из этого следует, что полученная ДН в Н-плоскости полностью соответствует техническому заданию.

4. Расчет ДН решетки в главных плоскостях и КУ

ДН решетки рассчитывается по формуле:

(7.1)

По формуле (7.1 ) построим диаграмму направленности решетки в горизонтальной плоскости.

В вертикальной:

Уровень бокового лепестка не превышает -20дБ

4. Расчет элементов фидерного тракта

Источники излучения изготавливаются из отдельных сборочных единиц, которые стыкуются с помощью SMA-коннекторов с коаксиальным кабелем, это обеспечивает удобство монтажа и ремонта.

SMA-коннектор (Sub-Miniature version A) служит для подключения коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом. Разработан в 1960-х годах. Используется в СВЧ-устройствах. Разъём обладает повышенной надежностью и прочностью. Имеет резьбовое соединение 1/4"-36 (примерно М6x0,75). Вилка (разъем типа «папа») имеет 0,312-дюймовую (7,925 мм) шестигранную гайку, внутреннюю резьбу и выступающий контакт. В SMA разъемах используется политетрафторэтиленовый диэлектрик.

SMA-разъёмы рассчитаны на 500 циклов подключения-отключения, но для достижения этого необходимо правильно закручивать разъем при подключении. Для этого требуется, чтобы 5/16-дюймовый динамометрический ключ был установлен на 0,3 до 0,6 Н•м для медных и 0,8-1,1 Н•м для стальных разъёмов.

Разъёмы SMA рассчитаны на работу от постоянного тока до 18 ГГц, но некоторые версии рассчитаны на 26,5 ГГц. Для других частот используются SMA-подобные разъемы. Это 3,5-мм разъемы, рассчитаные на ток до 34 ГГц и 2,92 мм (также известный как 2,9 мм, или К-типа), подходят до 46 ГГц. Они сохранили ту же наружную резьбу, как у SMA, поэтому все они могут быть связаны, но SMA-подобные разъёмы используют воздух как диэлектрик. Тем не менее время службы разъемов сократится при соединении разъемов с низкокачественными разъемами SMA.

Сплиттер с генератором соединяется по средствам FME-коннектора.

FME-коннектор служит для подключения коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом. Предназначены для работы на частотах до 2 ГГц включительно. Используются для соединения оконечных устройств систем подвижной связи, радиоудлинителей, сотовых терминалов и т.п. с мобильными антеннами и адаптированы к интерфейсам UHF, Mini UHF, TNC, BNC и N. Конструктив гнездовой части коннектора (rotating nipple) позволяет ей вращаться на 360° с последующей фиксацией соединения накидной гайкой, что обеспечивает гибкость при подключении мобильной аппаратуры связи.