Другие журналы
|
Разработка узлов антенны и волноводного тракта макета короткоимпульсной радиолокационной установки
# 12, декабрь 2014
DOI: 10.7463/1214.0751309
авторы: Голубцов М. Е., Овечкин В. С., Фадеева Н. Ю., Парщиков А. А., Борисов А. А.
УДК 621.396.96
| Россия, МГТУ им. Н.Э. Баумана |
Целью работы являлось создание установки для изучения возможностей применения короткоимпульсных радиосигналов в радиолокации. В состав установки входит антенна и элементы волноводного тракта. Узлы волноводного тракта должны обеспечивать работу в Х-диапазоне, с относительной шириной рабочей полосы 10 % и мгновенной полосой сигнала 5% при величине излучаемой мощности 1,5 кВт. Антенна должна обеспечивать форму дианраммы направленности, близкую к косекансной. Уровень боковых лепестков не более минус 25 дБ. Уровень фона не хуже минус 30 дБ. Фронт волны, излучаемой с апертуры антенны, должен формироваться в пространстве строго одновременно. В качестве наиболее простого варианта реализации антенны выбрана усеченная параболическая зеркальная антенна с офсетным положением облучателя. Фазовый центр облучателя смещен из точки фокуса параболоида для формирования косекансной диаграммы направленности. Для анализа антенны использован метод физической оптики. Получены расчетные диаграммы направленности рупорного облучателя и зеркальной антенны удовлетворяющие условиям технического задания. Возможности опытного производства и ограничения на массу и габариты системы определяют выбор конструкции. Зеркальная антенна представляет собой каркасную конструкцию с закрепляемыми на ней элементами отражающей поверхности. Отражающая поверхность выполнена составной из прямоугольных панелей, изготовленных методом гидроформовки. После изготовления проведены испытания и настройка антенны в безэховой камере. Полученные результаты также удовлетворяют требования. Кроме зеркальной антенны и рупора были рассчитаны, изготовлены и экспериментально исследованы элементы волноводного тракта: волноводные изгибы и вращающееся сочленение. Все расчеты осуществлялись с учетом возможностей обеспечения производством допусков, технологических скруглений углов, точностей изготовления и прочих параметров. За основу конструкции вращающегося сочленения принят коаксиальный волновод. Это позволяет, с одной стороны сохранить осевую симметрию возбуждаемой волны во вращающемся участке, а с другой – не требует применения металлических резонансных колец, встраиваемых в диэлектрические шайбы для организации перехода от вращающейся круглой части к неподвижному прямоугольному волноводу. Части устройства сопрягаются при помощи дроссельно-фланцевого соединения. Выбранная конструкция обеспечивает требуемый уровень мощности. Экспериментальное исследование всех узлов волноводного тракта показывает их соответствие техническому заданию. Макет допускает дальнейшую модернизацию. Предусмотрена возможность изменения положения рупорного облучателя и установки на раму облучателя контррефлектора в виде плоского зеркала. Возможна полная замена зеркальной антенны на микрополосковую антенную решетку. Макет установлен на мобильную платформу и с его помощью ведутся экспериментальные исследования. Список литературы- Balanis A. Antenna Theory: Analysis Design. 3rd ed. John Wiley & Sons, Inc., 2005. 1117 p.
- Голубева Н.С., Митрохин В.Н. Основы радиоэлектроники сверхвысоких частот: учеб. пособие. 2-е изд. стер. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 488 с.
- Максимов В.М. Устройства СВЧ: основы теории и элементы тракта. М.: Сайнс-Пресс, 2002. 72 с.
- Малков Н.А., Пудовкин А.П. Устройства сверхвысоких частот: учеб. пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2008. 92 с.
- Фадеева Н.Ю., Голубцов М.Е., Парщиков А.А. Разработка зеркальной антенны со специальной формой диаграммы направленности применительно к условиям производства // Сб. докладов по тематике «Электродинамика, распространение радиоволн, антенны. Техника СВЧ» международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» за период 2002 г.-2013 г. Воронеж: НПФ «САКВОЕЕ», 2014. С. 2914-2921.
- Банков С.Е., Курушин А.А. Расчет излучаемых структур с помощью FEKO. М.: ЗАО «НПП «Родник», 2008. 246 с.
- Банков С.Е., Грибанов А. Н., Курушин А. А. Электродинамическое моделирование антенных и СВЧ структур с использованием FEKO. М.: OneBook, 2013. 419 с.
- Литун В.И., Прохорова В.В., Русов Ю.С, Фадеева Н.Ю. Печатная антенная решётка сантиметрового диапазона волн // 21-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2011) (Севастополь, 12-16 сентября 2011 г.): матер. В 2 т. Т. 2. Севастополь: Вебер, 2011. С . 559-560.
- Митрохин В.Н., Фадеева Н.Ю., Литун В.И. Разработка V -образного широкополосного излучателя для печатной антенной решётки // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2011. № 11. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/248346.html (дата обращения 01.11.2014).
- Фадеева Н.Ю., Литун В.И., Митрохин В.Н. Трёхмерный широкополосный микрополосковый излучатель // XVII международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, связь»: матер. В 3 т. Т. 2. Воронеж: НПФ «САКВОЕЕ» ООО, 2011. С. 1590-1594.
|
|