Плоская антенна поверхностной волны с ребристой замедляющей структурой

5.Расчёт возбуждающего устройства

рис.3.

В большей части переходов используется электрическая связь, хотя при некотором усложнении конструкции может быть реализован метод магнитной связи.

Критерием согласования возбуждающего устройства с волноводом служит режим бегущей волны в коаксиаль

ном питающем фидере, то есть равенство входного сопротивления возбуждающего устройства волновому сопротивлению фидера.

На рисунке изображено наиболее распространённое устройство зондового типа в виде несимметричного штыря, расположенного параллельно электрическим силовым линиям.

Входное сопротивление штыря в волноводе, так же как несимметричного вибратора в свободном пространстве, является в общем случае комплексной величиной. Активная часть входного сопротивления в основном от длины штыря, реактивная – от длины и толщины. В отличие от свободного пространства входное сопротивление штыря в волноводе зависит от структуры поля в волноводе вблизи штыря.

Расчёт реактивной составляющей входного сопротивления даёт неточные результаты и проводить его не имеет смысла. Для обеспечения согласования реактивная составляющая входного сопротивления должна быть равна нулю. Активную составляющую входного сопротивления можно считать равной сопротивлению излучения штыря в волноводе. Она должна быть равна волновому сопротивлению фидера.

Расчетная часть

1.Выбор и расчет геометрических размеров антенны

В качестве замедляющей структуры выберем плоскую ребристую (гребенчатую) структуру.

По заданной ширине диаграммы направленности антенны вычисляем длину L замедляющей структуры:

, где

- длина волны

- ширина диаграммы направленности в плоскости Е

Выражаем отсюда L:

=м.

Величина оптимального замедления поверхностной волны вычисляется по следующей формуле:

Отсюда

Скорректируем полученное на основе соотношения:

, где

p=3 т.к.

отсюда

Коэффициент направленного действия (К.Н.Д.) антенны оптимальной длины оценивается соотношением:

КПД антенны вычисляется по формуле:

, также

, где КСВ = 1,15 (задано в начальных условиях)

следовательно

Коэффициент усиления антенны:

2.Расчет ребристой замедляющей структуры

Ребристая структура представляет собой периодически чередующиеся канавки шириной и глубиной с ребрами толщиной .(Рис .4 .)

рис.4.

Из выражения:

, где (1)

-

должен быть , поэтому возьмем =0,0044м.

выразим отсюда отношение , где =D:

=0,36

Из графика (рис.5.) находим что отсюда м. следовательно

рис.5.

Зависимость замедления от глубины канавки ребристой структуры при различных значениях :

1) = 2) =4 3) =2

4)=1,5 5)=0,5 6) =0,2

м.

Выразив из выражения (1) получим:

м.

3.Расчет возбуждающего устройства:

В качестве возбуждающего устройства возьмем наиболее широко используемый – раскрыв рупора.

Выбор геометрических размеров рупора и волноводного излучателя:

Выбор размеров поперечного сечения прямоугольного волновода a и b производится из условия распространения в волноводе только основного типа волны и длине волны.

В нашем случае подойдет со следующими параметрами:

мм мм (при выборе руководствуемся длиной волны )

Длину отрезка волновода от возбуждающего штыря до закорачивающей стенки выбирается из условия согласования с питающим коаксиалом:

 Скачать реферат