Параметры одиночного излучателя

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ-УПИ

" ПЛОСКАЯ ФАР С ДИСКРЕТНЫМ ФАЗИРОВАНИЕМ "

КУРСОВАЯ РАБОТА

Екатеринбург 2004

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Параметры ФАР

2.1 Параметры одиночного излучателя

2.2 Параметры антенной решетки

2.3 Схемы питания и фазирования решетки

3. Расчет схемы питания

3.1 Распределение мощности по излучателям

3.2 Расчет делителей мощности

4. Расчет фазовращателей

4.1 Выбор дискрета фазы

4.2 Расчет проходного ФВ

4.3 Расчет шлейфного ФВ

4.4 Коды управления фазой при сканировании

Библиографический список

Введение

В настоящее время антенны СВЧ широко применяют в различных областях радиоэлектроники. Широкое распространение получили остронаправленные сканирующие антенны. Сканирование позволяет осуществлять обзор пространства, сопровождение и определение угловых координат движущихся объектов. Применение ФАР для построения сканирующих остронаправленных антенн позволяет реализовать высокую скорость обзора пространства и способствует увеличению объема информации о распределении источников излучения или отражения электромагнитных волн в окружающем пространстве.

К современным антенным системам предъявляются жесткие требования к габаритным размерам, весу. Применение микроэлектронных устройств СВЧ, выполненных на основе полосковых линий передачи, позволяет значительно уменьшить массу и размеры антенны.

1. Исходные данные:

1. Частота 1,9 ГГц,

2. Ширина диаграммы направленности (по уровню -3 дб) , ,

3. Уровень боковых лепестков дб,

4. Максимальный угол отклонения луча ,

5. Мощность передатчика P=600 Вт,

6 Полосковый резонатор - тип излучателя,

7. Плоскость XOZ.

В данной работе необходимо спроектировать плоскую ФАР с дискретным фазированием.

Подбор параметров ФАР

Параметры одиночного излучателя

В качестве излучателя в данной работе используется прямоугольный полосковый резонатор. Материалом подложки служит ФЛАН-10, имеющий и .

Длина волны в свободном пространстве определяется как мм. Резонансная длина антенны 24 мм. Размер а определяет излучение торца резонатора и входное сопротивление, изменяя его можно добиться требуемого распределения по мощности. Определение размера а можно найти в разделе расчета схемы питания. Для упрощения конструкции резонатора смещение от края примем равным 0.

Рис. 1 Полосковый излучатель

Выбор и расчет схемы питания

Расчет делителей мощности

В качестве делителя, как отмечалось выше, был выбран тройниковый делитель.

Все делители-15 шт., можно условно разбить на несколько групп:

m1- делители, имеющий в одном плече 1 столбец (8 шт.)

m2 - делители, объединяющие m1 (4 шт.)

m3- делители, объединяющие m2 (2 шт.)

m4 - делители, объединяющие m3 (1 шт.)

Делитель m4 имеет коэффициент деления по мощности, равный 1. Для остальных делителей этот коэффициент определяется как

, где

- мощность во втором плече делителя,

- мощность в третьем плече делителя,

Тогда волновые сопротивления l/4 трансформаторов определяются как , , r=25 Ом -волновое сопротивление линии. У всех трансформаторов длина составляет lл/4=14,5 мм

Таблица 3

Делители		,Ом / w,мм	,Ом/ w,мм
m11	2,62	29,4 /7,2	47,5/ 3,1
m12	2,37	29,8 /7,1	46 /3,4
m13	1,57	32 /6,3	40,1 /4,3
m14	1,15	34,2/ 5,7	36,6 /5,1
m21	7,1	26,7 /8,3	71,2 /1,2
m22	1,75	31,3 /6,5	41,5/ 4,1
m3	8,32	26,4 /8,5	76,34/ 1
m4	1	35,35 /5,4	35,35/ 5,4

Расчет фазовращателей

Расчет проходного ФВ

ФВ на p и p/2 реализуются на основе проходного ФВ. По заданному сдвигу фазы определяется разность длин отрезков.

Для =p =29 мм, для =p/2 =14 мм.

Конструкцию проходного ФВ на 90° представлена на рис. 5. В качестве p-i-n диодов используется 2А507А. Для управления ФВ требуется двухзначный код: 10-0°, 01-90° (аналогично и для ФВ на 180°).

Расчет шлейфного ФВ

ФВ на p/4,p/8 и p/16 реализуются на основе шлейфного ФВ. Для расчета потребуются параметры p-i-n диода 2А507А: 1,5 Ом, 2 Ом, С=1,2 пФ.

1) Определяем волновое сопротивление отрезка линии, к которому подключен p-i-n диод:

2) Определяем длину отрезка линии из условия оптимизации по фазе: ,

3) Вычисляем реактивность на входе основной линии исходя из требуемого фазового сдвига:

4) Определяем сопротивление шлейфа, которое с сопротивлением основной линии обеспечивает нормированную проводимость :

5) Рассчитываем параметры l/4 трансформатора для согласования и :

Сопротивление между ООФ определяется как , =14,5 мм

В табл. 3 представлены результаты расчета шлейфных ФВ.

Таблица 4

ФВ	,Ом/ w1,мм	L1, мм	/w2	,Ом/w,мм
45°	60,4 /1,8	20	60,4 /1,8	23,1 /10,3
22,5°	60,4 /1,8	20	87,1 /0,6	24,5 /9,4
11,25°	60,4 /1,8	20	123,8 /0,1	24,9 /9,2

Общее число диодов, применяемых в ФАР, составляет N=16(4*2+2*3)=224.

Для управления ФВ необходимо использовать Uпр=+12 В, что соответствует логической 1, и Uобр=-12 В, что соответствует логическому 0. Тогда максимально потребляемая всеми диодами мощность составит , Вт.

Рис. 5 Конструкции проходного и шлейфного ФВ на 90° и 45° соответственно

Список используемой литературы

1. Проектирование интегральных устройств СВЧ: Справочник/ Ю.Г. Ефремов, В.В. Конин, Б.Д. Солганик и др. - К: Тэхника, 1990.-159 с.

2. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток. Под ред. Д.И. Воскресенского. - М.: Радио и связь, 1994- 592 с.

3. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ: Учеб. для радиотехнич. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1988.- 432 с.

4. Хижа Г.С., Вендик И.Б., Серебрякова Е.А. СВЧ фазовращатели и переключатели: Особенности создания на p-i-n -диодах в интегральном исполнении. М.: Радио и связь, 1984 - 184 с.