Результаты проектирования комплекта измерительных антенн в диапазоне частот 17,44 – 37,50 ГГц

January 26, 2013 by admin Комментировать »

Касименко В. Б., Конусов В. Н., Гордеев А. Н. ОАО «МНИПИ» Минский научно-исследовательский приборостроительный институт Минск, 220113, Республика Беларусь, тел.: +375-17-2622771; e-mail: kopusov@mail.ru

Аннотация – Представлены результаты проектирования комплекта измерительных антенн в диапазоне частот 17,44 – 37,50 ГГц. Перекрытие этого частотного диапазона осуществляется двумя измерительными антеннами: антенна П6-63 (диапазон рабочих частот 17,44 – 25,95 ГГц) и антенна П6-64 (диапазон рабочих частот 25,95       ГГц). Измерительные антенны предназначены для измерения плотности потока мощности электромагнитного поля, параметров антенных устройств, параметров электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, а так же возбуждения электромагнитного поля с заданной плотностью потока мощности. Антенны обеспечивают возможность работы в жёстких климатических условиях (от минус 50°С до плюс 60° С).

I.                                       Введение

Рассматриваемый диапазон частот используется уже достаточно давно, но в последние годы начал развиваться особенно интенсивно. Разработана современная элементная база и это позволяет создавать новую аппаратуру, сочетающую в себе малые габариты и высокие технические характеристики. Так все более широкое применение находят интегрированные системы передачи информации типа LMDS и MMDS в диапазонах 24 ГГц и 36 ГГц, а также малогабаритные радиорелейные станции. Создаются компактные высокоточные устройства для промышленности (уровнемеры, толщиномеры, медицинская аппаратура) и системы наведения в радиолокации.

Столь существенное продвижение рабочих частот средств связи, специальной и медицинской техники, телерадиовещания требует наличия измерительного оборудования для контроля параметров сигналов и электромагнитной обстановки в указанных диапазонах частот. К таким устройствам и относятся разработанные измерительные антенны с современным уровнем характеристик.

II.                               Основная часть

Технические характеристики измерительных антенн обычно представляют собой компромисс между как можно более широким диапазоном частот и возможно лучшими характеристиками по коэффициенту усиления (эффективной площади), уровню согласования и помехозащищенности. В результате проведённых исследований были предложены и спроектированы рупорно-линзовые антенны. Для данного диапазона частот рупорно-линзовые антенны менее сложны по конструкции, при этом обладают параметрами аппретурных антенн с синфазным распределением поля на их раскрыве (меньшим уровнем боковых лепестков, большим коэффициентом усиления) [1, 2].

Антенна представляет собой конусный рупор, возбуждаемый волной Нцв круглом волноводе, фазовая коррекция фронта волны на раскрыве которого производится с помощью плоско-выпуклой линзы из диэлектрика (в качестве диэлектрика взят фторопласт Ф-4). Конструкция линзы позволяет уменьшить отражения волны от освещённой стороны линзы и применить согласующий ступенчатый трансформатор на её теневой стороне.

Для создания перехода от прямоугольного волновода к круглому использована схема ступенчатого трансформатора сопротивлений. Применение ступенчатого перехода позволяет избежать сложного технологического процесса – гальванического наращивания.

При необходимости работы с коаксиальным трактом, в комплект измерительных антенн входит волно- водно-коаксиальный переход (с волноводного сечения 11X5,5, либо 7,2хЗ,4 на коаксиальное сечение 3,5/1,52). Предусмотрен вариант крепления антенн к опорноповоротному устройству (например, ОПУ из комплекта измерительной антенны П6-23М).

III.                 Технические характеристики

Диапазон рабочих частот от 17,44 до 25,95 ГГц (П6- 63) и от 25,95 до 37,50 ГГц (П6-64).

Сечения входного волновода 11×5,5 мм (П6-63) и 7,2хЗ,4 мм (П6-64).

Для обоих типов антенн: коэффициент усиления, не менее 29 дБ, предел допускаемой погрешности коэффициента усиления, не более ± 1 дБ, коэффициент стоячей волны входа не более 1,4, уровень боковых лепестков диаграммы направленности не более минус

15  дБ, уровень сигнала при ортогональной поляризации не более минус 30 дБ.

IV.                                   Заключение

Исследования, проведенные авторами данной работы, показали, что разработка рупорно-линзовых антенн позволяет получить коэффициент усиления, не уступающий антеннам типа АДЭ (с эллиптической образующей контррефлектора и смещённой относительно оси антенны осью основного параболического зеркала) и иметь существенно меньший уровень боковых лепестков.

Являясь универсальным измерительным устройством, антенны позволяют выполнять работу с различными видами приёмных устройств (при измерении параметров антенн, решении задач электромагнитной совместимости радиотехнических устройств, проектировании средств связи в диапазоне частот 17,44 – 37,50 ГГц). Антенны находят широкое применение при мониторинге сигналов радиотехнических систем и определении допустимых уровней сигналов и помех.

Для расширения возможностей использования измерительных антенн с аппаратурой различных типов они оснащены волноводно-коаксиальными переходами. При необходимости диапазон частот антенны П6- 64 может быть расширен до 39,8 ГГц.

V.                             Список литературы

[1]                     НЕИ/иГГ        PACKARD RF&MW Components applications

Seminar, November 1997.

37,50       Комплект измерительных антенн в диапазоне 17,44 ГГц. Пояснительная записка технического проекта.

MEASURING ANTENNAS OF 17,44-37,5 GHz BAND

Kasimenko V. B., KopusovV. N., Gordeev A. N.

«ΜΝΙΡΙ» Joint Stock Company Minsk, 220113, Belarus Ph.: 375-17-262-27-71, e-mail: kopusov@mail.ru

Abstract – Presented in this paper are simulation data for the set of measuring antennas (17,44 to 37,5 GHz). This band is covered by two measuring antennas П6-63 (17,44 to 25,95 GHz) and П6-64 (25,95 to 37,5 GHz). These antennas are intended to measure the density of electromagnetic field power flow, parameters of antenna devices, parameters of electronic devices EMC, and to excite electromagnetic field of desired power flow density. These antennas can be operated under temperature from minus 50° С to plus 60° C.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты