Оптимизация фазовращателя антенной системы
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время происходит интенсивное развитие радиотехнических систем общего (связь, радиолокация, навигация) и специального назначений. Одним из направлений развития таких систем является оптимизация антенных систем за счет конструктивных изменений компонентов антенного блока, в частности сверхвысокочастотных фазовращателей. Изменение и оптимизация сверхвысокочастотного фазовращателя антенного блока позволяет улучшить радиолокационные характеристики системы в целом и оптимизировать процесс настройки.
К компонентам антенных систем, а также СВЧ фазовращателям предъявляются жесткие требования по повышению надежности, снижению веса, уменьшению габаритов и снижению себестоимости. В современном этапе вес и габариты стали одной из причин ограничивающие использование СВЧ аппаратуры, особенно в подвижных устройствах – таких как наземный и водный транспорт, летательные и подводные аппараты. Исходя из всего перечисленного следует, что использование современных компонентов и элементов в радиоэлектронике является одной из актуальных проблем.
На сегодняшний день разработано большое количество конструкций сверхвысокочастотных (СВЧ) фазовращателей, основанных на разных конструктивных и физических принципах построения, применяемые для управления фазой состовляющей электромагнитной волны. Проводя аналогию с примитивным оборудованием, микрополосковые и полосковые схемы более трудоемки в разработке, поскольку сложнее учитывать возникающие связи между элементами схемы из-за наличия излучения и краевых полей, многие элементы схемы рассчитываются приблизительно, а настройка готовых схем крайне сложна. Используя интегральные технологии можно успешно решить задачи по созданию фазовращателей с очень жесткими требованиями к электродинамическим, весовым, габаритным, конструктивным и другим параметрам.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение………………………………………………………………….………..5
Глава 1. Анализ фазовращателей
1.1. Область применения фазовращателей…………………………….………..7
1.2. Конструкции фазовращателей……………………………………………..23
1.3. Элементы микрополоскового фазовращателя……………………………27
Выводы по первой главе
Глава 2. Настройка и моделирование фазовращателя
2.1. Методика настройки устройства………………………………………….35
2.2. Настройка фазовращателя………………………………………………….40
2.3. Конечноэлементное моделирование………………………………………44
Выводы по второй главе
Глава 3. Испытания фазовращателя
3.1. Виды испытаний……………………………………………………………58
3.2. Результаты испытаний……………………………………………………..69
Выводы по третьей главе
Заключение
Условные обозначения
Список использованных источников
Приложения
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Абрамов, В. П. Невзаимные устройства на ферритовых резонаторах / В. П. Абрамов, В. А. Дмитриев, С. А. Шелухин. – М. : Радио и связь, 1989. – 200 с.
Андрианов, В. В. Проект наземно-космического радиоинтерферометра с длиной базы до 1 млн. км . и когерентной радиосвязью между телескопами / В. В. Андрианов, Н. С. Кардашов // Космические исследования. – 1981. – Т. XIX, вып. 5. – С. 763 – 772.
Антенны / под ред. А. А. Пистолькорса. – М. : Связь, 1976. – Вып. 24. – С. 106 – 123.
Богомолов, А. Ф. О проблеме создания комплекса современных экономических радиотелескопов / А. Ф. Богомолов, А. Г. Соколов, Б. А. Попереченко, В. С. Поляк. – М. : Радио и связь, 1984. – 380 с.
Воскресенский, Д. И. / Устройства СВЧ и антенны / Д. И. Воскресенский. – Изд. 2-е. М. : Радиотехника, 2010. – 167 с.
Гостюхин, В. Л. / Активные фазированные решетки / В. Л. Гостюхин, В. Н. Трусов, К.Т. Климов, Ю. С. Данич. – М. : Радио и связь, 1993. – 270 с. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование ФАР / под. ред. Д. И. Воскресенского. – М. : Радио и связь, 1981. – 431 с.
Данилин , А. А. Измерения в технике СВЧ: учебное пособие для вузов / А. А. Данилин. – М. : Радиотехника, 2008. – 184 с.
Кардашов, Н. С. Об апертурном синтезе с использованием космического радиотелескопа / Н. С. Кардашов, С. В. Погребенко // Астрон. жур. – 1980. – Т. 57, вып. 3. – С. 314 – 327.
Неганов, В. А. Устройства СВЧ и антенны. Часть 1. Проектирование, конструктивная реализация, примеры применения устройств СВЧ / В. А. Неганов, Д. С. Клюев, Д. П. Табаков. – М. : Либроком, 2013. – 285 с.
Пименов, Ю. В. Техническая электродинамика: учебное пособие для вузов / Ю. В. Пименов, В. И. Вольман, А. Д. Муравцов А.Д. –М. : Радио и связь, 2000. –536 с.
Полосковые платы и узлы. Проектирование и изготовление / под ред. Е. П. Котова и В. Д. Каплуна. – М. : Советское радио, 1979. – 243 с.
Поуторжков, О. М. Печатные микрополосковые антенны / О. М. Поуторжков, З. М. Вороб
Рис.1.15. Ферритовый фазовращатель
1.3. Элементы для микрополоскового фазовращателя
В микрополосковой технике СВЧ-диэлектрические материалы главным образом применяются для изготовления оснований полосковых плат, входящих в состав изделий радиоэлектронной аппаратуры. Условия эксплуатации диэлектриков определяются эксплуатационными требованиями, предъявляемыми к радиоэлектронной аппаратуре. Диэлектрические материалы в полосковых линиях используются в качестве среды для распространения СВЧ-энергии и как элемент конструкции, поддерживающей электрическую схему, расположенную на ее поверхности. СВЧ-диэлектрические материалы для оснований полосковых плат изготавливаются из листов или плоских пластин с габаритными размерами до 500×