3.3. Антена наземного радіолокаційного висотоміра

Розрахувати і спроектувати антену наземного радіолокаційного висотоміра, що працює на середній частоті , діапазон робочих частот . Пристрій повинний забезпечувати виявлення цілей з ефективною площею на дальності 150 км при чутливості приймача Вт і потужності передавача . Антену закріпити на поворотну апаратну кабіну і забезпечити механічне сканування в угломісному секторі від 0 до 50°. Поляризація сигналу - вертикальна чи горизонтальна (згідно табл.3). Співвідношення ширини ДС 1:2,5, КСВ тракту 1,2.

Таблиця 3 - Вихідні дані для розрахунку.

Варіант	,ГГц	,кВт	,м2	Поляризація
20	2,0	1200	2	Горизонтальна
21	2,5	1000	2	Вертикальна
22	3,0	800	3	Горизонтальна
23	3,5	600	3	Кругова
24	4,0	400	4	Горизонтальна
25	4,5	300	5	Вертикальна
26	5,0	300	6	Горизонтальна
27	5,5	200	6	Вертикальна
28	6,2	200	7	Горизонтальна
29	7,2	300	8	Обертання

3.3.1 Порядок розрахунку

1) Вибрати й обґрунтувати тип фідера.

2) Для імпульсних одноантених РЛС використовується рівняння радіолокації у вільному просторі

де - потужність на вході приймачі РЛС; - потужність передавача; - коефіцієнт підсилення; - КСД антени; -ККД антени; - ефективна відображуюча площа мети, (ЕВП); - довжина хвилі; - відстань до виявленої мети.

З рівняння радіолокації (88) знайти коефіцієнт підсилення

3) Прийнявши , знайти КСД (D)

4) Визначити ефективну площу розкрива антени

де - довжина хвилі; D - КСД антени.

5) Прийнявши - коефіцієнт використання площі розкрива (КВП) - рівним 0,45...0,6, визначити геометричну площу дзеркала

6) Задаючись шириною ДС в основній площині (з умови ) і законом амплітудного розподілу поля в розкриві дзеркала (на підставі передбачуваного типу опромінювача), визначити вертикальний (основний) розмір дзеркала А зі співвідношення

де залежить від закону амплітудного розподілу поля в апертурі. Наприклад, при "косинус квадратному з підставкою" законі розподілу поля в апертурі, при підставці, рівної 0,3 , одержимо = 75°.

7) Для еліптичної вирізки дзеркала знайти горизонтальний (допоміжний) розмір апертури В з формули , а для прямокутної вирізки - з формули .

Визначити відношення значень ширини ДС в основній і допоміжній площинах, що повинно бити близько до 2,5. Якщо ця умова не виконується, необхідно задатися новим значенням ширини ДС і знайти розміри апертури. Розрахунок повторювати до виконання умови

8) Вибрати оптимальний кут розкрива дзеркала в основній площині по рис.2 відповідно до обраного закону амплітудного розподілу поля в апертурі дзеркала,

9) Визначити фокусну відстань зі співвідношення

де - параметр параболи.

10) По відомій фокусній відстані визначити кут розкрива в горизонтальній площині

11) Розрахувати профіль параболічного відбивача в двох площинах і побудувати графіки профілю дзеркала в площині ;

12) Визначити розміри опромінювача з умови, що нормована ДС опромінювача дорівнює підставці на краю дзеркала. Для рупорів будемо мати

Вирішуючи ці рівняння чисельно чи графічно, одержати розміри опромінювача і . Методика розрахунку інших видів опромінювачів приведена в [3; 5; 6].

13) Перевірити узгодження хвилеводу живлення з опромінювачем:

де і - розміри перетину обраного стандартного хвилеводу.

14) Розрахувати амплітудний розподіл поля в розкриві дзеркала відповідно до методики, викладеної в [4].

15)Визначити ККД дзеркала по формулі (16), ККД тракту по формулі (13) і сумарний ККД антенно-фідерного пристрою

16) Розрахувати сумарний КВП ( ) , використовуючи порядок розрахунку, викладений у підрозділі 2.2.

17) Розрахувати О і побудувати графік залежності у діапазоні робочих частот.

18) Перевірити дальність виявлення з обліком розрахованих даних дзеркала й опромінювача:

повинна бути більше заданої. Якщо ця умова не виконується, необхідно перерахувати геометричні розміри дзеркала й опромінювача.

19) Розрахувати діаграму спрямованості антени з урахуванням закону розподілу поля в горизонтальній і вертикальній площинах. Після розрахунку вичертити ДС антени, що складається з головного пелюстка і двох-трьох бічних.

20) Розрахувати технічні допуски на виготовлення і зсуви опромінювача з фокуса (див, підрозділ 2.4).

21) Виключити негативні ефекти дзеркальних антен:

а) ефект парусності;

б) реакцію дзеркала на опромінювач;

в) крос-поляризацію.

22)Вибрати схему і конструкцію повноводного тракту.

Розрахувати елементи фідерного тракту (куточки, повороти, скрутки, обертові з’єднаня і т.п.).

23)Вибрати матеріали і покриття й описати конструкцію антени.