«Пособие по расчету антенных систем»

А. И. Долбик

УСТРОЙСТВА СВЧ И АНТЕННЫ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ АНТЕННЫХ СИСТЕМ

2005

Издание предназначено для обучающихся, изучающих дисциплину "Устройства СВЧ и антенны". Многие из приведенных методик могут оказаться полезными при написании обучаемыми курсовых и выпускных квалификационных работ.

ВВЕДЕНИЕ

Теоретические знания, полученные обучающимися на лекциях, не сразу становятся инструментом активного познания явлений и процессов, происходящих в изучаемых объектах или системах. Необходимо определенное время, чтобы эта теория стала собственным убеждением обучающихся, нужен определенный опыт для формирования умений, приобретения навыков в ее применении на практике. Достигается это применением в учебных заведениях различных форм практического обучения. Основными из них являются практические занятия.

На практических занятиях по дисциплине "Устройства СВЧ и антенны" обучающиеся осваивают элементы антенн и устройства СВЧ, овладевают основными методами и приемами инженерного расчета параметров и характеристик антенн и устройств СВЧ путем решения специально подобранных задач, а также получают разъяснение теоретических положений курса.

При проведении практических занятий основное внимание уделяется:

развитию аналитических и вычислительных навыков;

привитию навыков составления и анализа моделей простых реальных задач;

выработке навыков отбора данных нужных для решения задач и оценке их необходимой точности;

рассмотрению задач, требующих предварительного вывода аналитических зависимостей;

решению несложных задач прикладного характера, связанных с будущей специальностью обучающиеся;

доведению задач до практически приемлемого результата;

действиям с размерными величинами, методам контроля правильности решения;

прикидкам, оценке порядков величин, асимптотическим оценкам;

применению вычислительной техники, справочников и таблиц.

Кроме того, могут сообщаться дополнительные теоретические сведения.

В приложениях изложены как методики расчета различных антенн согласно плану занятия, так и методики расчета антенных систем наиболее значимых образцов РЭС, которые могут использоваться в ходе дипломного проектирования. Кроме того, приведены некоторые справочные данные, часто применяемые при расчете антенн.

Практическое занятие № 1

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕДАЮЩИХ АНТЕНН

Время: 2 часа.

Учебные и воспитательные цели

1. Выработать навыки в решении задачи определения характеристик и параметров передающих антенн, выполнении математических расчетов.

2. Изучить влияние параметров антенн на ТТХ РЛС и возможность обнаружения воздушных целей.

3. Сконцентрировать внимание курсантов на наиболее сложных, узловых вопросах в характеристиках и параметрах передающих антенн.

4. Стимулировать активную познавательную деятельность курсантов в области теории передающих антенн.

Рассматриваемые вопросы

1. Назначение и классификация антенн.

2. Оценка влияния основных радиотехнических характеристик (РТХ) и параметров (РТП) передающих антенн на качественные показатели работы РТС.

Методические указания по подготовке и проведению занятия

Данное практическое занятие базируется на материале лекции "Характеристики и параметры передающих антенн".

При отработке первого вопроса закрепляется материал по классификации антенн, изучаются соответствующие образцы антенн, разбираются отличительные признаки каждого класса и их основные достоинства и недостатки (диапазонность, сложность конструкции, габаритные и весовые показатели, направленность), а также их использование в РЛС РТВ.

При рассмотрении второго вопроса решается комплексная задача.

Задача. РЛС имеет антенну с диаграммой направленности игольчатого типа. КПД антенны равен 0,95. При экспериментальном измерении ДНА были получены результаты, представленные в табл. 1.

Таблица 1

θ, ϕ, град.

0

±5

±10

±15

±20

±40

±60

±80

±100

±120

±140

±160

±180

Е, мВ/м

100

98

86

60

0

11

19

16

0

10

10

0

6

Известно, что РЛС имеет частоту повторения импульсов Fп, максимальную дальность действия Rmax, а ее антенна вращается по азимуту ϕ со скоростью Ωа.

Требуется:

1) определить потенциальную разрешающую способность РЛС по угловым координатам (Δθmin, Δϕmin);

2) найти количество импульсов в пачке отраженных от цели сигналов;

3) оценить, каким образом следует изменить параметры антенны, чтобы обеспечить максимальную дальность действия