Электрическая схема фар

3. Расчет излучающей части фар

1

33

2

34

32

64

d_{x b}

a

L_y

d_y

L_x

Определение геометрических размеров решетки.

Выбираем допустимый уровень боковых лепестков исходя из заданного уровня (-15 дБ) с учетом запаса: q= -17.6 дБ и определяем размеры решетки (в сантиметрах):

где: - ширина диаграммы направленности решетки по уровню 0,707 поля

- средняя длина волны (= 2.1 см)

L– размеры решетки по осямXиY

К – коэффициент, К = 62,5

Тогда, выражая из формулы Lполучаем:

см

_см

Определение шага установки излучателей.

Учтена полоса частот в ±7%, то есть λ_min= λ₀– 0.07*λ₀

Шаг установки по оси Х:

где θxscan=30º - угол сканирования в горизонтальной плоскости

dx= 2.05 см

Так как сканирование происходит только в горизонтальной плоскости, то есть угол сканирования в вертикальной плоскости θyscan= 0. Используя формулу дляdxаналогично получаемdy= λ_min

dy = 3.07 см

Определение числа излучателей.

- число излучателей в горизонтальной плоскости

- число излучателей в вертикальной плоскости

Следовательно, зная значения Lx,Ly,dx,dy, находим:

Nx= 29

Ny= 4

4. Выбор размеров волновода

y

z

Рис.1 Поперечное сечение прямоугольного волновода

На рис. 1 показано поперечное сечение прямоугольного волновода.

Его критическая длина волны определяется соотношением:

где: aиb- размеры волновода

mиn– количество вариаций поля на стенках волноводаaиb

Решение однородных волновых уравнений может быть получено в виде:

Для H-волн:

Для Е-волн:

где H₀ иE₀– амплитуды соответствующих продольных составляющих

Основной волной в прямоугольном волноводе является волна H₁₀. Для нееm=1,n=0, поэтому:

,

где k_z - продольная постоянная распространения волны.

При выборе размеров поперечного сечения волновода с основной волной исходят из условий, при которых волна H₁₀находится в докритическом режиме, а высшие типы волн, в частностиH₂₀иH₀₁, находятся в закритическом режиме. Из этих условий следуют неравенства:

0.5λ <a<λ, b<0.5λ

Практические формулы для выбора размеров поперечного сечения волновода имеют вид:

0.6λ <a<0.9λ, b≈0.5λ

Размеры сечения (aиb) волновода с волной Н₁₀найдены из практического соотношения

0,6  a  0,9 для   3,3 см.

b ≤ a / 2

По справочнику находим подходящие размеры стандартного волновода:

размеры волноводов по ГОСТ20900-75 a= 2,286 см,b= 1,016 см.

Выбор размера bснизу ограничен величиной пробивного напряжения. При неограниченном уменьшении этого размера может наступить электрический пробой.

Максимальная (предельная) мощность, пропускаемая волноводом с волной H₁₀, определяется соотношением:

где E_max =30 кВ/см – напряжённость электрического поля, при которой происходит

пробой в воздухе

k_св – коэффициент стоячей волны

k_св=1/кбв кбв = 0.85

Получаем: P_max= 815 кВт

Допустимая передаваемая мощность определяется как:

Р_доп= 200 кВт