Antena cu fantă-ghilotină (ceară)

Numele lucrării: Antena Waveguide-slit (VCHA)

Specializare: Comunicare, Comunicatii, Electronica Radio si Dispozitive Digitale

Descriere: Antenele liniare cu fantă cu ghid de undă asigură o îngustare a modelului de direcționare al MD în planul ghidului de undă care trece prin axă. Antenele cu fantă pentru antene au următoarele avantaje: absența părților proeminente permite combinarea suprafeței lor radiante cu suprafața exterioară a corpului corpului aeronavei, fără tragerea aerodinamică suplimentară a antenei de la bord; posibilitatea de a realiza ND optim deoarece legile de distribuție a câmpului în deschidere sunt diferite datorită schimbării în cuplarea emițătorilor cu.

Mărime fișier: 315,5 KB

Lucrarea a fost descărcată: 230 de persoane.

Waveguide-slotted antenna (VCHA) # 150; unul dintre tipurile de antene liniare (planare) cu mai multe elemente. Elementele radiante din astfel de antene sunt fante care sunt tăiate în peretele ghidului de undă, rezonatorul cavității sau plăcile metalice (bazele) liniilor benzii. Antenele liniare cu fantă cu ghidaje oferă o îngustare a modelului de directivitate (DN) în planul care trece prin axa ghidului de undă. Împreună cu VLF fără mișcări în diagramele directivității, se utilizează VCHA cu scanare mecanică, electromecanică și electrică.

Antenele slot-guler au următoarele avantaje:

absența părților proeminente permite combinarea suprafeței lor radiante cu suprafața exterioară a corpului aeronavei, fără a introduce o remorcă aerodinamică suplimentară (antena de bord);
posibilitatea de a realiza ND optim, deoarece legile distribuției câmpului în deschidere sunt diferite datorită unei modificări a cuplării emițătorilor cu ghidul de undă;
dispozitiv relativ simplu de excitație și ușurință în operare.

Dezavantajul VSTA este proprietățile limitelor limită. Când frecvența este schimbată în VHF non-scanare, fasciculul în spațiu se abate de la poziția presetată, care este însoțită de o modificare a lățimii DN și potrivirea acesteia cu alimentatorul alimentatorului.

Excitația singură fantă are loc atunci când este străbătută de curenți electrici care curge pe suprafețele interioare ale pereților waveguide. În unda de propagare H 10 în waveguide dreptunghiular, există trei componente ale curentului electric de suprafață: două componente de câmp magnetic longitudinal generat transversal și o componentă longitudinală generată de câmpul magnetic transversal. Componenta longitudinală a curentului există doar pe pereții largi ale ghidului de undă, și sunt în legătură cu acesta, în componentele cvadratură transversale fază există ca la pereți largi și înguste.

Un spațiu înclinat în peretele îngust al ghidului de undă este excitat de un curent transversal de amplitudine constantă. Prin urmare, intensitatea excitației sale este reglată prin alegerea unghiului de înclinare δ. La δ = 0, diferența nu este excitată, la δ = 90 ° radiația este maximă. Astfel de fante sunt de obicei deprimate într-un zid larg. Se pare că pentru o adâncime fixă a decupării, practic independent de unghiul pantă δ (dacă δ≤15 °), conductivitatea reactivă a decalajului este mică și are un efect neglijabil asupra constantei de propagare a ghidului de undă. În plus, cu o schimbare a frecvenței, acesta variază considerabil mai puțin decât pentru fante tăiate în peretele larg al ghidului de undă. Toate acestea fac mai multe fante înclinate în peretele îngust al ghidului de undă mai preferabil (atât din punct de vedere electric cât și constructiv), în special în sistemele mari de antenă.

Printre VSTA, există antene: rezonante, nerezonante și cu fante potrivite.

waveguide Rezonanta antene de slot construite pe baza scurtcircuitate sfârșitul ghidului de undă, distanța dintre fante adiacente este selectată exact egală cu valoarea: fante, în waveguide cuplate faze, cu un câmp, sau exact egală cu valoarea: / 2 pentru cazul fisurilor legate de variabilă fază. În ambele cazuri, antenele de rezonanță sunt în fază de excitație a tuturor sloturilor și, astfel, direcția de radiație maximă coincide cu normala la axa waveguide.

Antenele de slot waveguide nerezonanți diferite de antena de rezonanță printr-un ghid de undă, care este încărcată la capătul unei sarcini potrivite, astfel încât, în absența crevase montate în acesta undă H 10.

Fig. Antena cu fantă-fantă nerezonantă

Fantele sunt situate la o distanță una de cealaltă, oarecum diferită de λ in / 2. Apoi, fantele sunt excitate cu o schimbare progresivă de fază

pentru golurile cuplate în fază învecinate și pentru golurile învecinate variabile.

O antenă nerezonantă cu fantă-fantă, din fantanțe înclinate într-un perete de ghidaj îngust, este considerată în această lucrare de curs. Fantele se înclină alternativ în direcții diferite, ceea ce asigură excitarea lor în fază variabilă și conduce la o deformare a direcției maximului maxim de radiație de la axa normală la antena. De cele mai multe ori această abatere este mică, astfel încât schimbarea formei lobului principal și a nivelului lateral, cauzată de această abatere, sunt încă invizibile. Cuplarea fantelor cu ghidul de undă este aleasă astfel încât numai 5 ajunge la absorberul final # 150; 20% din puterea și eficiența de intrare a antenei sunt de 95 # 150; 80%.

Deoarece distanța dintre fantele din antenele non-rezonanță diferă cu un λ / 2, reflexia din fante individuale compensează în mare măsură reciproc și VSWR de intrare este aproape de unitate într-o bandă de frecvență destul de largă. Și numai la o frecvență la care d = λ / 2, reflexia din șlițuri însumate crește VSWR brusc, iar radiația care trebuie direcționată perpendicular pe axa waveguide, scade drastic (așa-numitul „efect normal“). Prin urmare, în cazul în care radiația antenei nerezonanți care urmează să fie puse în aplicare în mod normal la axa ghidului de undă, fiecare spațiu trebuie să fie ales în funcție individuale elementul de tuning ghid de undă.

Pentru a păstra val de deplasare de-a lungul antena slot de waveguide non-rezonant și a scăpa de nedorit „în oglindă“ a fasciculului cauzate de mișcarea undei reflectate, este necesar să se utilizeze un sloturi de legătură suficient de slabe pentru a ghidului de undă. Acest lucru se realizează prin selectarea unghiului de înclinare fante în peretele îngust al ghidului de undă. Selecția corectă a gradului de cuplare a diferitelor fante pot fi formate și legea de variație dorită a amplitudinilor de excitație a lungul antenei.

Antenele cu fante inclinate în peretele îngust al ghidului de undă au, de asemenea, un câmp de polarizare parazitară. Emisia decalajelor este determinată de componentele orizontale ale vectorului de intensitate a câmpului (E r). Componentele verticale (E in) creează un câmp de polarizare parazitară. Pentru a reduce componenta polarizării parazite a câmpului de radiație, este necesar să se facă unghiurile de panta δ≤15 °. atunci puterea pierdută de polarizarea parazitară este mai mică de 1%. Cu toate acestea, acest lucru limitează posibilitatea obținerii conductivităților normale necesare ale fantelor. În practică, se iau măsuri speciale pentru a suprima câmpul de polarizare parazitară.

Pentru a calcula DN-ul gratarelor cu fantă de ghidare, se utilizează aceleași metode ca și pentru calculul DN al antenelor multivibrator. În acest caz, forma MD este determinată de amplitudine # 150; distribuția fazelor peste deschiderea antenei.

În practică, se utilizează cel mai adesea următoarele tipuri de distribuții de amplitudine: o antenă uniformă, simetrică descrescătoare față de centru și exponențială. Distribuția fazelor este cel mai adesea liniară.

DNul normalizat al seriei liniare de radiatoare poate fi scris în formă

unde # 150; DN a unui radiator; # 150; factorul matricei antenei, care depinde de numărul de sloturi din antena.

Să dăm expresiile pentru multiplicatorul antenei pentru diferite distribuții de amplitudine de-a lungul antenei. În cazul unei amplitudini uniforme și a unei distribuții de fază liniară de-a lungul lungimii rețelei. unde # 150; schimbarea de fază între câmpurile create la punctul de observare de către radiatoarele vecine; # 150; constanta de faza a spatiului liber; # 150; Unghiul măsurat de la normal până la linia locației fantelor; # 150; diferența de fază a radiatoarelor învecinate din sistemul de alimentare cu energie electrică; # 150; numărul de sloturi. Într-o antenă în fază. într-o antenă nerezonantă, cu o cuplare în fază a decalajelor cu câmpul ghidului de undă. dar cu variații # 150; conexiune de fază.

Dacă distribuția câmpului peste deschiderea matricei liniare discrete a radiatoarelor este exponențială, atunci. unde # 150; o cantitate care caracterizează neuniformitatea distribuției amplitudinii peste deschidere; # 150; constantă amortizată, cauzată de pierderile de radiație și de pereții ghidului de undă; într-un ghid de undă cu pierderi mici și; # 150; lungimea matricei antenei; # 150; coordonată generalizată; # 150; direcția maximului principal al antenei antenei.

Abaterea maximului principal al DN de la normal până la linia de amplasare a radiatoarelor este determinată de formula. unde # 150; încetinirea vitezei de fază în ghidul de undă; # 150; pentru fante cuplate în fază cu câmpul cu ghid de undă și pentru variabila # 150; faze conectate la fază.

Pentru a determina constanta de amortizare, putem folosi urmatoarea relatie.

În cazul antenelor simetrice în raport cu centrul și al distribuției amplitudinii care se încadrează pe margini, calculul ND cu un număr mare de radiatoare este asociat cu calcule laborioase. În acest caz, puteți utiliza multiplicatorul antenei cu o distribuție continuă a emițătorilor nedirecți. deoarece discontinuitățile discontinue ale rețelei și rețeaua continuă coincid în practică:

unde # 150; amplitudinea campului la marginea antenei.

Când este activat, distribuția amplitudinii a unității de antenă. DN a unei fante în planul YOZ. trecând prin dispunerea liniei de emițători, în calculele inginerești pot fi determinate de diferența de formula Nam în ecranul fără sfârșit: pentru fanta longitudinală. pentru transversal. deoarece lungimea antenei este de obicei mare (câteva) și, în plus, antene direcționale în acest plan proprietăți sunt determinate în principal de factorul zăbrele.

La determinarea NAM în planul transversal (YOX) antene cu fante longitudinale în peretele larg al waveguide trebuie amintit că dimensiunea finală a ecranului (dimensiunile transversale ale waveguide) influențează în mod semnificativ forma NAM: limitări Screen atașate la direcția radiației # 150; Câmpul în direcția ecranului scade la aproximativ 40-50% față de valoarea câmpului în direcția maximului MD.

Pentru a simplifica determinarea Nam tăiat într-un plan perpendicular pe axa longitudinală waveguide sale (YOX plane), care este de a înlocui centura plat aceeași lățime.

În cazul fante transversale pe un perete larg al ghidului de undă, sau înclinat într-un perete îngust al NAM în planul YOX poate fi estimată aproximativ la formule pentru gap Nam în ecranul fără sfârșit, deoarece dimensiunea ecranului, în direcția axei fantei au un efect redus asupra NAM în planul gap, și în avionul.

Tabelul oferă formulele pentru determinarea lățimii modul comun VSCHR Nam și au indicat niveluri ale primului lobului lateral la diferite distribuții de amplitudine ale antenei.

Poate utiliza aceste formule în cazul antenei non-rezonant, deoarece distanța dintre emițătoare în astfel de antene, ușor diferite de distanța în faze grilaje si abatere unghiul fasciculului de normal până la grilajul este mic.

Găsiți lungimea de undă în antenă:

Acum, selectăm ghidul de undă pentru o anumită gamă de frecvențe:

Tipul de ghid de undă 153 IES # 150; R 100.

Dimensiunile interne ale ghidului de undă:

Calculam lungimea de undă în ghidul de undă:

Pentru un val de tip H 10 (4), atunci

Alegem distanța dintre fante. Trebuie să fie mai mare sau mai mică decât jumătate din lungimea de undă din ghidul de undă. Să luăm mai mult:

Fie ca eficiența să fie de 90%, atunci efectul direcțional va fi:

Acum găsim numărul de goluri în antenă:

Astfel, numărul de fante din antena va fi egal.

Calculați lungimea antenei:

Calculam diagrama de directivitate a unei antene cu fantă de undă nerezonantă în planul rețelei:

# 150; antena de multiplicare array.

(9) 3. unde (10) 4 # 150; schimbarea de fază între câmpurile create la punctul de observare de către radiatoarele vecine; (11) 5 # 150; constanta de faza a spatiului liber; # 150; Unghiul măsurat de la normal până la linia locației fantelor; (12) 6 # 150; diferența de fază a radiatoarelor învecinate din sistemul de alimentare cu energie electrică; # 150; numărul de sloturi.

- lungime de undă în ghidul de undă.

- radiație model de un radiator.