Амплитудное распределение поля в раскрыве антенны определяется следующим образом:
f(x,y)=f(x)f(y), где
- амплитудное распределение поля в плоскости XOZ,
- амплитудное распределение поля в плоскости YOZ.
Излучатели в столбцах можно представить в виде параллельного включения их входных проводимостей, тогда распределение поля вдоль строк можно реализовать как распределение тока на излучателях в соответствии с их входной проводимостью.
Проводимость излучателей определяется следующим образом
, где j- номер элемента в столбце.
, 
.
Таблица 1
| Излучатели | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Gвх,мСм | 0,22 | 1,77 | 6,5 | 12 | 12 | 6,5 | 1,77 | 0,22 |
| a, мм | 2,1 | 17 | 61 | 109 | 109 | 61 | 17 | 2,1 |
Конструкцию излучателей в столбце ФАР можно найти в приложении 4.
Далее проведем найдем распределения мощности по излучателям, которое потребуется для расчета делителей мощности. Обозначим мощность, которая должна поступать в излучатель как 
, где i=1..16, j=1..8. Будем предполагать, что потерь в схеме питания не существует и вся подводимая мощность Po распределяется между излучателями. Тогда определяется как
, где 
, 
- координаты i,j- излучателя
Так как амплитудное распределение симметрично в обеих плоскостях, то и распределение мощности по излучателям является симметричным, т. е. достаточно найти мощности для излучателе, находящихся с 1 по 8 столбец и с 1 по 4 строку. В табл. 1 приводятся результаты расчета (Po=600 Вт)
Таблица 2
| ,Вт
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1 | 0,006 | 0,016 | 0,047 | 0,111 | 0,211 | 0,332 | 0,443 | 0,509 |
| 2 | 0,048 | 0,127 | 0,369 | 0,877 | 1,669 | 2,627 | 3,505 | 4,033 |
| 3 | 0,177 | 0,464 | 1,35 | 3,204 | 6,101 | 9,599 | 12,81 | 14,74 |
| 4 | 0,317 | 0,829 | 2,414 | 5,73 | 10,909 | 17,164 | 22,905 | 26,357 |
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
Выбор и расчет дискрета фазы
Дискретное фазирование приводит к росту УБЛ, поэтому дискрет фазы выбирается из учета максимального допустимого роста боковых лепестков и минимальной дискретности перемещения луча при сканировании.
, где
-дискрет фазы.
Исходя из требований ТЗ 
=-30 дб, определяем =2p/32. При этом 
. M=32= 
, т. е. ФВ является 5- разрядным.
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
Дата: 2019-05-28, просмотров: 175.
