Конструирование антенн (стр. 2 из 2)

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

4. Расчет фазовращателей

4.1 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.

4.2 Расчет проходного ФВ

ФВ на p и p/2 реализуются на основе проходного ФВ. По заданному сдвигу фазы

определяется разность длин отрезков.

Для

=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°).

4.3 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

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

4.4 Коды управления фазой при сканировании

Фаза для каждого ФВ, имеющего структуру как на рис. 4, рассчитывается следующим образом

где E(x) -выделение целой части числа х

Определив,

определяем коды управления фазовращателями. В приложении приводится таблица значений кодов управления ФВ в положительной области сканирования. При сканировании в отрицательном секторе углов (

) фазировку каналов необходимо проводить в обратном порядке, т. е. код фазы 1-го канала при положительном угле сканирования будет являться кодом фазы 16 канала при отрицательном угле сканирования, код фазы 2-го канала - кодом фазы 15 и т.д.

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.