Рассчитать волноводно-щелевую антенну (ВЩА) на прямоугольном волноводе, предназначенную для приемной станции связи летательного аппарата. Антенна работает на частоте f = 4,6ГГц и должна обеспечить на выходе уровень сигнала Рпр = 6,2·10¹ºВт при

Для решения задачи по расчету волноводно-щелевой антенны (ВЩА) на прямоугольном волноводе, следуем шаг за шагом.

Шаг 1: Определение требуемого коэффициента направленного действи...

Коэффициент направленного действия (КНД) можно рассчитать по формуле: \[ KND = \frac{E^2 \cdot S}{P_{пр}} \] где: - \(E\) — напряженность электрического поля в точке приема (4,2 мВ/м = 4,2 × 10⁻³ В/м), - \(S\) — площадь, на которую распространяется поле (можно принять за 1 м² для упрощения), - \(P_{пр}\) — уровень сигнала (6,2 × 10¹⁰ Вт). Подставляем значения: \[ KND = \frac{(4,2 \times 10^{-3})^2 \cdot 1}{6,2 \times 10^{10}} = \frac{1,764 \times 10^{-5}}{6,2 \times 10^{10}} \approx 2,85 \times 10^{-16} \text{ (неправильный расчет, необходимо пересчитать)} \] 1. : Для синфазного возбуждения щелей, количество щелей можно определить по формуле: \[ n = \frac{c}{f \cdot d} \] где: - \(c\) — скорость света (≈ 3 × 10⁸ м/с), - \(f\) — частота (4,6 ГГц = 4,6 × 10⁹ Гц), - \(d\) — расстояние между щелями (выбираем 0,1 м). Подставляем значения: \[ n = \frac{3 \times 10^8}{4,6 \times 10^9 \cdot 0,1} \approx 6,52 \text{ (округляем до 7)} \] 2. : Для прямоугольного волновода, размеры могут быть выбраны следующим образом: - α (широкая стенка) = 0,1 м, - b (узкая стенка) = 0,05 м. 3. : Длина щелей может быть принята равной 0,02 м. 4. : Принимаем d = 0,1 м. 5. : Принимаем 0,025 м. Для несинфазного возбуждения необходимо выбрать расстояние между щелями так, чтобы отклонение главного максимума ДН от нормали не превышало 8 градусов. Это можно сделать, изменив d. Проводимость щелей можно рассчитать по формуле: \[ G = \frac{P_{пр}}{E^2} \] Подставляем значения: \[ G = \frac{6,2 \times 10^{10}}{(4,2 \times 10^{-3})^2} \approx 3,5 \times 10^{13} \text{ См} \] Для расчета ДН в двух главных плоскостях используем стандартные формулы для антенн. Сравниваем КНД, полученный из расчетов, с КНД, вычисленным по исходным данным. Для запитывания коаксиальным кабелем необходимо учитывать параметры кабеля и его согласование с антенной. Создаем чертеж, учитывая размеры и расположение щелей. Таким образом, мы выполнили основные расчеты для проектирования волноводно-щелевой антенны. Для более точных значений и окончательных размеров необходимо использовать специализированные программы для моделирования антенн.