Проектирование излучателя

В качестве излучателя в проектируемой линейной антенной решетке используется спиральный излучатель. Спиральные антенны относятся к классу антенн бегущей волны. Они представляют собой металлическую спираль, питаемую коаксиальной линией. Существуют цилиндрические, конические и плоские спиральные антенны. [1]

Определим среднюю длину волны рабочего диапазона антенной решетки:

Так как ширина рабочего диапазона превышает 55% от средней длины волны, то берется коническая спираль. При этом расчет ведется через эквивалентную цилиндрическую спираль. С помощью заданных длин волн, рассчитаем длину первого и последнего витков спирали: L1=0.75 λ min= 6.75 см. Ln=1.3 λmax= 35.1 см. Длина витка эквивалентной цилиндрической спирали принимается равной средней длине волны заданного рабочего диапазона: L= λср = 18 см. Длина антенны определяется по требуемой ширине ДН антенны по уровню 0,707 поля в вертикальной плоскости:

Так как необходимо обеспечить круговую поляризацию поля антенны, шаг спирали находится из условия:

S=0.22 λср=3.96 см.

Так как необходимо обеспечить правую поляризацию поля, то спираль должна закручиваться вправо. Число витков эквивалентной цилиндрической спирали находится из выражения:

Полученная величина корректируется до целого числа n=14.

Угол подъема витков :

=4.090

С помощью этого угла, можно найти половину угла при вершине конуса конической спирали :

Количество витков реальной конической спирали определяется по формуле:

Радиусы первого и последнего витков конической спирали излучателя.

Осевая длина спирали:

Примем диаметр диска экрана равным λmax = 27 см. Диаметр провода спирали возьмем порядка 0.05 λcр = 0.9 см.

Таким образом диаграмма направленности эквивалентной цилиндрической спиральной антенны рассчитывается по формуле:

Подставив значения, получаем:

Нормированная диаграмма направленности одиночного излучателя в вертикальной плоскости представлена на рисунке 1, где x - угол θ.

Рисунок 1. Нормированная диаграмма направленности одиночного излучателя в вертикальной плоскости.

Ширина диаграммы направленности линейной антенной решетки в вертикальной плоскости определяется исключительно параметрами одиночного излучателя. Из рисунка видно, что ширина диаграммы направленности по уровню 0.707 поля составляет 27 градусов, что удовлетворяет заданию на проектирование.

Интересное из раздела

Организация и расчет сетей поездной и станционной радиосвязи
Бурное развитие радиотехники создало все предпосылки для широкого использования радиосредств на железнодорожном транспорте. Массовое внедрение радиосвязи н ...

Функционально-логическое проектирование цифрового узла заданного типа в заданном базисе и проверка его функционирования при различных наборах воздействующих сигналов
Цель работы: синтезировать цифровой узел заданного типа в заданном базисе и проверить его функционирование при различных наборах воздействующих сигналов. ...

Автоматическая система управления
В настоящее время широко используются микропроцессорные устройства и системы. Их назначение и область применения очень велика. Так, различного рода микропроцессорные сист ...