МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Національний університет "Львівська політехніка"

Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки

Кафедра електронних засобів інформаційно - компютерних технологій

Пояснювальна записка

до курсового проекту з дисципліни

" Проектування засобів та систем телекомунікацій "

на тему: ____________________________________

тема курсового проекту)

Проектував студент ______________________

(група, прізвище та ініціали, підпис, дата)

Керівник ________________________

(прізвище та ініціали, підпис, дата)

Проект захищено з оцінкою

_______________________

Львів ___________

ЗАВДАННЯ НА КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

Варіант:17

Робоча частота: 4,2 ГГц,

Довжина плеча: 0,44λ

Висота над екраном: 0.205 λ

Кількість елементів АР: 12

ЗМІСТ

стор.

Завдання на курсовий проект ………………………………… …..

Вступ ………………………………………………………….... …..

Техніко-економічне обґрунтування

1. Випромінювач антенної решітки ……………………….... …..

1.1 Загальна характеристика випромінювача ………..…….... …..

1.2 Спосіб живлення випромінювача……………………….... …..

3. Діаграма спрямованості випромінювача ……………….... …..

2. Розрахунок антенної решітки …..……………………….... …..

2.1 Геометрія решітки ……………………………………….... …..

2.2 Множник решітки ……………………………………….... …..

2.3 Діаграма спрямованості решітки ……………………….... …..

2.4 Розрахунок амплітудного розподілу …………………...... …..

2.5 Розрахунок сканування ………………………………….... …..

Висновки ……………………………………………...…..…… …..

Список літератури ………………………………………..…… …..

Додатки ……………………………………………...........…… …..

ВСТУП

Антенно-фідерний пристрій, що забезпечує випромінювання і прийом радіохвиль, - невід'ємна частина будь-якої радіотехнічної системи. Вимоги до технічних характеристик антен витікають з призначення радіосистеми, умов розміщення, режиму роботи, допустимих витрат і так далі.

Антени СВЧ широко застосовують в різних областях радіоелектроніки — зв'язку, телебаченні, радіолокації, радіоуправлінні, а також в системах інструментальної посадки літальних апаратів, радіоелектронної протидії, радіо детонаторів, радіо телеметрії і ін. Успішний розвиток радіоастрономії і освоєння космосу багато в чому пов'язані з досягненнями антенної техніки СВЧ. Останніми роками намічаються нові області використання СВЧ антенної техніки, наприклад для передачі СВЧ енергії на великі відстані.

Широкого поширення набули гостронаправлені скануючі антени. Сканування дозволяє здійснювати огляд простору, супровід рухомих об'єктів і визначення їх кутових координат. Заміна слабонаправленных або ненапрямлених антен, наприклад зв'язних, гостронаправленими скануючими дозволяє не лише отримувати енергетичний виграш в радіотехнічній системі за рахунок збільшення коефіцієнта посилення антен, але і у ряді випадків ослабляти взаємні впливи одночасно працюючих різних систем, тобто забезпечувати їх електромагнітну сумісність (ЕМС). При цьому може бути покращення перешкодозавад, скритність дії і інші характеристики системи. При механічному скануванні, що виконується поворотом всієї антени, максимальна швидкість руху променя в просторі обмежена і при сучасних швидкостях літальних апаратів виявляється недостатньою. Тому виникла необхідність в розробці нових типів антен.

Вживання ФАР для побудови скануючих гостронаправлених антен дозволяє реалізувати високу швидкість огляду простору і сприяє збільшенню об'єму інформації про розподіл джерел випромінювання або віддзеркалення електромагнітних хвиль (ЕМВ) в довколишньому просторі.

Характерною особливістю сучасних антен є їх різноманіття (безперервно з'являються нові типи). Відповідно до вирішуваних радіотехнічною системою завданнями антени СВЧ, що працюють в дециметровому, сантиметровому або міліметровому діапазонах хвиль, мають принципово різні характеристики і відрізняються конструкцією, технологією виготовлення, експлуатацією і так далі.

ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ

Антенні решітки (АР) — складна направлена антена, що складається з сукупності окремих слабонапрямлених антен (випромінюючих елементів), розташованих в просторі особливим чином. Антенні решітки застосовуються для підвищення посилення всієї системи порівняно з окремим антенним елементом, а також діставання можливості управління формою діаграми спрямованості.

Варіанти конструкцій

Антенні елементи в АР можуть бути розташовані різним способом. Якщо фазові центри випромінювачів розташовані в одній осі, то грати називаються лінійними, якщо в площині - плоскою. Існують і складніші варіанти розміщень антенних елементів в просторі. Частенько такі системи називають конформними, тому що вони повторюють форму поверхні, на якій розміщені випромінювачі. На приклад це може бути поверхню літального апарату, супутника землі, або складний рельєф місцевості. Найбільш поширені антенні грати, випромінюючі елементи яких розташовані в одній площині.

Для того, щоб отримати прийнятий з простору сигнал на виході АР, необхідно виробити когерентне складання сигналів від всіх елементів антенних решіток. За це відповідає розподільна система, побудована на елементах СВЧ тракту, що включають лінії передачі, системи управління і пристрою складання сигналів. Діаграма спрямованості формується амплітудним і фазовим розподілом по апертурі антени.

Амплітудний розподіл

Амплітудний розподіл - це залежність коефіцієнта передачі в конкретному випромінюючому елементі АР. Зазвичай для формування вузьконаправленого випромінювання використовується рівномірне, або що спадає до країв апертури амплітудний розподіл.

Фазовий розподіл - залежність різниці фаз між сусідніми випромінювачами. У загальному випадку визначає тимчасову затримку сигналу падаючої хвилі, пов'язану з різницею ходу хвиль між сусідніми випромінювачами. На практиці найчастіше застосовуються два типи фазових розподілів:

1. Синфазне (синфазна антена)

2. Лінійне (антена хвилі, що біжить).

У першому випадку антена формує випромінювання по нормалі до апертури. Другий тип фазового розподілу дозволяє сформувати випромінювання під деяким кутом до апертури. складніші фазові розподіли (наприклад квадратичне) можуть застосовуватися для придушення бічних пелюсток ДН, формування діаграм спрямованості складної форми і при багатопроменевій роботі.

Переваги і недоліки

Перевага антенних решіток перед іншими антенами полягає в:

1. Можливості вживання електричного сканування (переміщення променя в просторі без фізичної зміни положення антени);

2. Підвищення посилення антени порівняно з елементарним випромінювачем;

3. Можливість формування діаграми спрямованості складної форми;

4. Адаптація до завадової обстановки і компенсація відмов устаткування;

5. Формування ДН косекансної форми для оптимізації використання енергетичного потенціалу системи по дальності;

6. Можливість багатопроменевої роботи.

У недоліки системи можна виділити:

1. Складність розрахунку конструкції і електричних параметрів;

2. Звуження смуги, викликане спотворенням форми ДН на частотах, відмінних від розрахункової;

3. Складність елементної бази і високі вимоги до неї;

4. Високу вартість.

1. ВИПРОМІНЮВАЧ АНТЕННИХ РЕШІТОК