081_Гсв_Грчв

Международная научно-техническая конференция «Информационные системы и технологии»
ИСТ-2014
СЕКЦИЯ 2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ ВЧ- И СВЧ- ДИАПАЗОНОВ
Н.В. ГУСЕВ (магистр), В.А.ГРАЧЕВ (аспирант), А.Б БАРБАРИСОВА (студент)
(Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева)
РАСЧЕТ И ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВОЛНОВОДНО-ЩЕЛЕВОЙ АНТЕННОЙ
РЕШЕТКИ С ЧАСТОТНЫМ СКАНИРОВАНИЕМ
Одним из способов электрического управления лучом антенной решетки является
частотное управление, основанное на изменении электрического расстояния между
излучающими элементами решетки и, следовательно, фазы излучающих элементов,
возбуждаемых волной, бегущей по канализирующей системе при изменении частоты
колебаний этой волны. Сканирование лучом в этом случае также происходит вследствие
изменения фазового распределения по излучающим элементам. Для увеличения скорости
изменения фазы с изменением частоты и, следовательно, скорости изменения углового
положения луча используют фидерные линии с резко выраженной зависимостью фазовой
скорости от частоты. С изменением частоты угол отклонения луча решетки будет меняться
тем быстрее, чем сильнее зависимость изменения скорости распространения волны вдоль
фидера от частоты. Применяя, например, змейковые волноводы, можно получить
сканирование в секторе углов 180° при 3% изменении частоты. Основным параметром,
характеризующим решетку с частотным сканированием, является углочастотная
чувствительность, равная скорости изменения углового положения основного главного
максимума от частоты.
В СВЧ диапазоне наиболее простым и традиционным вариантом линейной решетки с
частотным сканированием является волноводно-щелевая решетка, представляющая собой
прямоугольный волновод с основным типом волны с элементами в виде щелей, прорезанных
на широкой или узкой стенке волновода. Располагая щели с разными наклонами к оси
волновода или разными смещениями от оси волновода, можно регулировать амплитудное
распределение волноводно-щелевой решетки.
Схема измерительной установки содержит: передающую и приемную антенну,
высокочастотный генератор, направленный ответвитель, оптическую скамью, опорный
измерительный канал. СВЧ сигнал, модулированный по амплитуде, от генератора СВЧ через
направленный ответвитель поступает на передающую антенну и на вход опорного
измерительного канала. Передающая и приемная антенны расположены на оптической скамье
. Обе антенны могут перемещаться и вращаться в двух взаимноперпендикулярных плоскостях.
Опорный канал необходим для контроля за уровнем и стабильностью выходной СВЧ
мощности, подаваемой на передающую антенну. В опорном канале модулированный СВЧ
сигнал детектируется с помощью детекторной секции. Затем, низкочастотный сигнал,
пропорциональный выходной мощности генератора поступает на вход линейного
малошумящего усилителя, где он усиливается до уровня, стабильно регистрируемого
универсальным цифровым вольтметром.
СВЧ сигнал, принятый приемной антенной поступает на вход основного
измерительного канала. Принятый сигнал детектируется с помощью детекторной секции.
Далее, низкочастотный сигнал, пропорциональный СВЧ мощности в точке приема поступает
на вход линейного малошумящего усилителя, где он усиливается до уровня, стабильно
регистрируемого универсальным цифровым вольтметром.
Явление многолучевой интерференции оказывает серьезное влияние на результаты
измерений основных параметров и характеристик антенн, т.к. в точку приема помимо
основного сигнала приходят волны с различными амплитудами и фазами, отраженные от
объектов находящихся вблизи лабораторной установки (пол, потолок, стены, металлические
корпуса приборов и т.д.).
Диапазон используемых в установке частот составляет 26 – 40 ГГц.
81