Линзовая антенна РЛС и ППФ (стр. 4 из 6)

;

Прямоугольные волноводы с волной типа

стандартизированы. Размеры стандартного волновода мм

Критическая длина волны в прямоугольном волноводе рассчитываются по формуле:

м;

м

Зондовый переход, схема которого представлена на рисунке 2.15, по существу представляет собой несимметричную антенну (передающую или приемную в зависимости от направления распространения волны).

Рисунок 2.15 – Зондовый переход от коаксиального кабеля

к прямоугольному волноводу

Расчет зонда ведется из условия его согласования с коаксиальной линией и волноводом. Для этого воспользуемся системой уравнений:

(2.4)

где

, - размеры волновода;

, определяют положение зонда в волноводе;

- его длина;

Ом - волновое сопротивление кабеля;

- волновое сопротивление зонда;

, где - радиус провода зонда.

Обычно диаметр зонда берут

; высоту зонда принимают , а . Определению в этом случае подлежит , величину которого можно найти из уравнений (2.4) [1].

м;

Ом;

см;

см;

см.

2.7 Расчет дальности связи с учетом атмосферы

В радиолокаторах приемная и передающая антенны обычно совмещены. В момент излучения приемник отключен от антенны. В промежутках между излучениями передатчик отключен от антенны, а приемник подсоединен к ней. Происходит прием отраженных сигналов. В этом случае

(2.5)

Формула (2.5) называется уравнением радиолокации [8].

Уравнение радиолокации устанавливает связь мощности

, поступающей на вход приемника РЛС, с мощностью передатчика , отражающими свойствами объекта и дальностью до него , свойствами реальной трассы распространения радиоволн , длиной волны и параметрами антенной системы .

Множитель

, учитывающий влияние атмосферы и земной поверхности на распространение радиоволн, связан с множителем ослабления следующим соотношением:

,

где

Принятая мощность с учетом влияния атмосферы

Вт

Таким образом,

км

2.8 Расчет ППФ и его АЧХ

Фильтры СВЧ применяют для частотной селекции сигналов, согласования комплексных нагрузок, в цепях задержки и в качестве замедляющих систем.

Фильтры являются обычно пассивными взаимными устройствами и характеризуются частотной зависимостью вносимого в тракт затухания. Полоса частот с малым затуханием называется полосой пропускания, а полоса частот с большим затуханием – полосой заграждения. По взаимному расположению полосы пропускания и заграждения принято выделять следующие типы фильтров: фильтр нижних частот (ФНЧ), пропускающие сигналы ниже заданной граничной частоты и подавляющие сигналы с частотами выше граничной; фильтры верхних частот (ФВЧ), пропускающие сигналы на частотах выше заданной и подавляющие сигналы других частот; полосно-пропускающие (полосовые) фильтры (ППФ), пропускающие сигналы в пределах заданной полосы частот и подавляющие сигналы вне этой полосы, полосно-заграждающие (режекторные) фильтры (ПЗФ), подавляющие сигналы в пределах заданной полосы частот и пропускающие сигналы вне этой полосы.

Частотная характеристика каждого фильтра имеет переходную область между полосой пропускания и полосой заграждения, то есть между частотами

и . В этой области затухание меняется от максимального значения до минимального. Обычно стараются уменьшить эту область, что приводит к усложнению фильтра, увеличению числа его звеньев. При проектировании фильтров, как правило, задаются следующие характеристики: полоса пропускания, полоса заграждения, средняя частота, затухание в полосе пропускания, затухание в полосе заграждения, крутизна изменения затухания в переходной области, уровень согласования по входу и по выходу, характеристики линии передачи, в которую включается фильтр, тип линии передачи. Иногда оговариваются фазовые характеристики фильтра [6].

В данной курсовой работе необходимо рассчитать ППФ, используя следующие данные:

МГц, дБ, МГц, дБ.

2.8.1 Расчет низкочастотного фильтра прототипа

В настоящее время наиболее распространенной методикой расчета фильтров СВЧ является методика, согласно которой вначале рассчитывается низкочастотный фильтр-прототип. Нахождение параметров схемы фильтра-прототипа по заданной частотной характеристике фильтра является задачей параметрического синтеза. Для общности результатов все величины нормируются. Сопротивления нагрузки и генератора принимаются равными единице. Наряду с нормировкой по сопротивлению проводится нормировка по частоте, например граничная частота полосы пропускания фильтра принимается равной единице. Таким образом, расчет фильтра СВЧ сводится к синтезу схемы низкочастотного прототипа и замене элементов с сосредоточенными параметрами их эквивалентами с распределенными параметрами.

Для аппроксимации частотных характеристик применяется ряд функций, удовлетворяющих условиям физической реализуемости фильтров. Наиболее распространенными являются максимально плоская и равноволновая аппроксимации, использующие полиномы Баттерворта и Чебышева соответственно.

Рассчитаем фильтр с максимально плоской характеристикой затухания. Она монотонно возрастает при повышении частоты:

,

где

- число звеньев фильтра прототипа;

- нормированная частота;

- коэффициент пульсаций;

- граничная частота полосы пропускания;

- затухание на частоте