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

Расчет характеристик сигналов и каналов связи
В последнее десятилетие ХХ века произошла научно-техническая революция в области транспортной связи, в основе которой лежат два крупных достижения ...

Расчет системы электропитания и ее элементов
Цель работы: составить по заданным условиям задания один из вариантов системы электропитания с расчетом и выбором ее элементов. Электропитание любой сис ...

Двухканальный усилитель низкой частоты 2х22Вт
Предлагаемый усилитель обладает малыми габаритами и широким диапазоном питающих напряжений. УНЧ воспроизводит частоты 45 Гц…20 кГц при коэффициенте нелинейн ...