Тороид. Производство электротехнической продукции
(49831) 4-66-21
(925) 790-73-23
toroid2011@mail.ru

Главная Продукция и услуги Статьи Полезная информация Сертификаты Награды Отзывы Контакты

Продукция и услуги

Воскресенский Д.И., Грановская Р.А. и др.
Антенны и устройства СВЧ.
Проектирование фазированных антенных решеток

Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов радиотехнических специальностей вузов

Москва
«Радио и связь»
1981

Антенны и устройства СВЧ (Проектирование фазированных антенных решеток): Учебн. пособие для вузов. Д. И. Воскресенский, Р. А. Грановская, Н. С. Давыдова и др. / Под ред. Д. И. Воскресенского. — М.: Радио и связь, 1981

Изложены методы расчета характеристик фазированных антенных решеток (ФАР) и активных фазированных антенных решеток (АФАР) и их элементов. Рассмотрены решетки с различными геометрией, типами излучателей и способами управления, а также антенны с частотным сканированием, коммутационные, многощелевые, плоские, цилиндрические и т. п.

Предназначена для студентов вузов радиотехнических специальностей при выполнении дипломного и курсового проектирования, а также для инженеров, занимающихся проектированием ФАР и АФАР.

Рецензенты: кафедра антенных устройств и распространения радиоволн Московского энергетического института (зав. кафедрой д-р техн. наук проф. Е, Н, Вя сильев) и кафедра радиоуправления и связи Рязанского радиотехнического ин ститута (зав. кафедрой д-р техн. наук проф. лауреат Государственной премии СССР В. И, Поповкин).

Редакции литературы по кибернетике и вычислительной технике
Издательство «Радио и связь», 1981

Содержание книги
Проектирование фазированных антенных решеток

Предисловие

Раздел I АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АНТЕНН СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ
1.1. Введение
1.2. Основные требования к антенным системам СВЧ и возможности применения антенных решеток
1.3. Антенны с электрическим сканированием
1.4. Особенности расчета ФАР
1.5. Особенности проектирования активных решеток

2. ФАЗИРОВАННЫЕ АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ
2.1. Определение геометрических характеристик фазированных антенных решеток
2.2. Эффекты взаимного влияния излучателей
2.3. Связь между характеристикой направленности излучателя в решетке и характеристиками полностью возбужденной решетки
2.4. Излучатели фазированных антенных решеток
2.5. Широкоугольное согласование фазированных антенных решеток
2.6. Схемы построения фазированных антенных решеток
2.7. Полоса пропускания фазированной антенной решетки
2.8. Коммутационное сканирование
2.9. Коммутационные фазовращатели
2.10. Дискретные фазовращатели и подавление коммутационных лепестков
2.11. Скачки луча коммутационной решетки
2.12. Порядок расчета

3. АНТЕННЫ С ЧАСТОТНЫМ СКАНИРОВАНИЕМ
3.1. Основные соотношения для линейной решетки излучателей с частотным сканированием
3.2. Канализирующие системы антенн с частотным сканированием
3.3. Волноводно-щелевая решетка с частотным сканированием
3.4. Методика расчета линейной волноводно-щелевой решетки с частотным сканированием

4. ОСТРОНАПРАВЛЕННЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ И ДУГОВЫЕ АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ
4.1. Общие сведения
4.2. Фазовое распределение в остронаправленных цилиндрических решетках
4.3. Диаграммы направленности остронаправленных цилиндрических решеток
4.4. Диаграммы направленности дуговой и цилиндрической решеток
4.5. Коэффициент направленного действия цилиндрических и дуговых решеток
4.6. Диапазонные свойства дуговых решеток
4.7. Некоторые варианты схемно-конструктивных решений дуговых и цилиндрических решеток
4.8. Методика расчета цилиндрических решеток

5. ВОЛНОВОДНО-ЩЕЛЕВЫЕ РЕШЕТКИ
5.1. Назначение и особенности волноводно-щелевых решеток
5.2. Основные параметры щели в волноводе
5.3. Виды волноводно-щелевых решеток
5.4. Методы расчета волноводно-щелевых решеток
5.5. Согласование волноводно-щелевой решетки с питающим волноводом
5.6. Влияние изменения частоты на характеристики антенны
5.7. Направленные свойства волноводно-щелевых решеток
5.8. Возможные схемы построения волноводно-щелевых решеток и примеры конструкций
5.9. Примерный порядок расчета волноводно-щелевых решеток

6. УЧЕТ ЭФФЕКТОВ ВЗАИМОВЛИЯНИЯ В ВОЛНОВОДНО-ЩЕЛЕВЫХ РЕШЕТКАХ
6.1. Основные соотношения
6.2. Плоская волноводно-щелевая решетка
6.3. Анализ эффектов взаимовлияния на диаграмму направленности решетки
6.4. Методика синтеза линейной ВЩР с учетом электродинамических эффектов взаимовлияния
6.5. Методика синтеза плоской ВЩР с учетом эффекта взаимовлияния
6.6. Рекомендации по расчету

7. ФАЗИРОВАННЫЕ АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ С ПОЛУСФЕРИЧЕСКИМ ОБЗОРОМ ПРОСТРАНСТВА
7.1. Общие закономерности
7.2. Гибридная ФАР с полусферическим обзором пространства. Принцип действия. Особенности конструкции ФАР с куполообразной линзой
7.3. Конформные ФАР
7.4. Многогранные ФАР

8. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЛУЧОМ ФАР
8.1. Задачи управления ФАР
8.2. Алгоритмы управления фазовращателями
8.3. Алгоритмы формирования ДН специальной формы
8.4. Алгоритмы управления коммутатором
8.5. Алгоритмы управления адаптацией
8.6. Проектирование систем управления лучом по заданной точности ориентации ДН в пространстве

Раздел II. ИЗЛУЧАЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ

9. АНТЕННЫ В ПЕЧАТНОМ ИСПОЛНЕНИИ
9.1. Назначение и особенности антенн в печатном исполнении
9.2. Основные типы антенн в печатном исполнении и принцип работы
9.3. Основные характеристики и расчет печатных антенн резонаторного
9.4. Антенные решетки с элементами резонаторного типа
9.5. Вибраторные антенны в печатном исполнении
9.6. Антенные решетки с печатными вибраторными элементами
9.7. Другие печатные излучающие системы

10. ДИРЕКТОРНЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ ДЛЯ ПЛОСКИХ ФАР
10.1. ФАР из директорных излучателей
10.2. Анализ электромагнитного поля ФАР из директорных излучателей
10.3. Характеристики директорного излучателя в плоской ФАР
10.4. Оптимизация директорного излучателя в решетке
10.5. Проектирование входной цепи директорного излучателя
10.6. Порядок расчета директорного излучателя для ФАР

11. ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ВОЛНОВОДНЫХ ФАЗИРОВАННЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК С УЧЕТОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
11.1. Общие соображения
11.2. Расчетные графики
11.3. Рекомендации к расчету

12. ШИРОКОУГОЛЬНОЕ СОГЛАСОВАНИЕ ВОЛНОВОДНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ ПЛОСКИХ ФАР
12.1 Методы, согласования волноводных излучателей плоских ФАР
12.2. Согласование при фиксированном угле сканирования

13. РЕЗОНАТОРНО-ЩЕЛЕВЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ ПЛОСКИХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК
13.1. Анализ характеристик резонаторно-щелевого излучателя
13.2. Характеристики резонаторно-щелевого излучателя как самостоятельной антенны
13.3. Характеристики резонаторно-щелевого излучателя в плоской антенной решетке
13.4. Оптимизация характеристик резонаторно-щелевого излучателя в антенной решетке
13.5. Примеры реализации резонаторно-щелевых излучателей
13.6. Порядок расчета

14. ВОЛНОВОДНЫЕ ИЗЛУЧАЮЩИЕ МОДУЛИ С ОТРАЖАТЕЛЬНЫМИ ФАЗОВРАЩАТЕЛЯМИ
14.1. Модульное проектирование фазированной антенной решетки
14.2. Многопозиционный фазовращатель для модуля
14.3. Мостовые СВЧ устройства для проходных фазовращателей
14.4. Расчет излучающего модуля антенной решетки
14.5. Волноводные направленные ответвители
14.6. Примерный порядок расчета излучающего модуля

Раздел III. АКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МОДУЛЕЙ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК

15. МОДУЛИ ПЕРЕДАЮЩИХ ФАЗИРОВАННЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРАХ
15.1. Основные характеристики активных элементов модулей
15.2. Основные конструктивные требования
15.3. Полупроводниковые активные приборы для модулей АФАР
15.4. Мощность излучения полупроводниковой АФАР
15.5. Коэффициент полезного действия АФАР
15.6. Рекомендации по выбору схемы и параметров модуля

16. ГЕНЕРАТОРЫ С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ НА МОЩНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
16.1. Общие сведения
16.2. Эквивалентная схема СВЧ транзистора
16.3. Временной и гармонический анализ токов и напряжений транзистора
16.4. Свойства генераторов с общим эмиттером и общей базой
16.5. Методика и порядок расчета режима генератора

17. СВЧ ЦЕПИ ТРАНЗИСТОРНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
17.1. Общие сведения
17.2. Построение схем СВЧ цепей генератора
17.3. Цепи питания генератора
17.4. Расчет трансформирующе-согласующей СВЧ цепи из сосредоточенных элементов
17.5. Расчет дрансформирующе-согласующей СВЧ цепи на элементах с распределенными параметрами

18. УМНОЖИТЕЛИ ЧАСТОТЫ НА ДИОДАХ С НЕЛИНЕЙНОЙ ЕМКОСТЬЮ
18.1. Общие сведения
18.2. Выбор коэффициента умножения умножителя частоты модуля АФАР
18.3. Выбор диода с нелинейной емкостью и режима его работы
18.4. Порядок энергетического расчета режима работы диода в умножителе параллельного типа
18.5. Расчет входных и выходных СВЧ цепей умножителя

19. ГЕНЕРАТОРЫ И УСИЛИТЕЛИ СВЧ НА ЛАВИННО-ПРОЛЕТНЫХ ДИОДАХ
19.1. Основные характеристики
19.2. Параметры ЛПД и особенности применения их в модулях передающих АФАР
19.3. СВЧ цепи генераторных устройств на ЛПД
19.4. Принципы конструирования
19.5. Основы расчета СВЧ устройств на ЛПД

Раздел IV. УСТРОЙСТВА СВЧ

20. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ СВЧ ЭЛЕМЕНТОВ ГИБРИДНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ
20.1. Общие сведения
20.2. Несимметричная полосковая линия передачи
20.3. Печатные катушки индуктивности
20.4. Конденсаторы

21. ФАЗИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА СВЧ (ФАЗОВРАЩАТЕЛИ)
21.1. Полупроводниковые фазовращатели
21.2. Полупроводниковые фазовращатели с непрерывным изменением фазы
21.3. Дискретно-коммутационные полупроводниковые фазовращатели

22. ФИЛЬТРЫ СВЧ
22.1. Классификация СВЧ фильтров
22.2. Расчет низкочастотного прототипа фильтра
22.3. Конструктивное выполнение фильтров СВЧ
22.4. Методика проектирования фильтров СВЧ

23. НАПРАВЛЕННЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ И НАПРАВЛЕННЫЕ ФИЛЬТРЫ НА СВЯЗАННЫХ ПОЛОСКОВЫХ ЛИНИЯХ
23.1. Классификация направленных ответвителей и фильтров и их рабочие характеристики
23.2. Основные расчетные соотношения для однозвенных направленных ответвителей на связанных линиях с Т-волной
23.3 Направленные ответвители на связанных линиях с расширенной полосой пропускания
23.4. Волновые сопротивления связанных линий при синфазном и противофазном возбуждении
23.5. Связь конструктивных и электрических характеристик
23.6. Основные расчетные соотношения для однопетлевых направленных фильтров на полосковых линиях
23.7. Влияние допусков на параметры направленных ответвителей
23.8. Конструирование направленных ответвителей и фильтров на связанных полосковых линиях
23.9. Методика расчета

24. ПОЛОСКОВЫЕ СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ СВЧ
24.1. Назначение и основные характеристики систем распределения мощности СВЧ
24.2. Сравнительная характеристика различных типов распределительных систем СВЧ мощности
24.3. Расчет электрических параметров и характеристик двухканальных распределителей мощности
24.4. Расчет электрических параметров и характеристик многоканальных систем распределения мощности
24.5. Примерный порядок проектирования систем распределения мощности

Список литературы
Предметный указатель

Предисловие

В настоящей книге собран и систематизирован материал по проектированию и расчету фазированных антенных решеток (ФАР), активных антенных решеток (АФАР) и их элементов. Приводятся инженерные методы расчета антенн, с электрическим сканированием по заданным техническим требованиям, необходимые для проектирования сведения по параметрам действующих устройств и описание существующих конструкций. Особое внимание уделено бортовым системам.

Вышедшая в 1972 г. книга «Антенны и устройства СВЧ. Расчет и. проектирование антенных решеток и их излучающих элементов», под ред. Д. И. Воскресенского в известной мере обобщила наиболее широко применяемые методы расчета. Данная книга содержит материалы, являющиеся развитием указанной работы; излагаемые в ней методы расчета дополняют и совершенствуют рассмотренные ранее методы с учетом новейших достижений в автоматизации проектирования с использованием ЭВМ. Круг рассмотренных проблем значительно расширен — изложены вопросы проектирования новых типов решеток, а также активных и пассивных элементов.

Значительное внимание уделено построению полосковых активны^ модулей с полупроводниковыми приборами. Объединение материалов? по указанным вопросам в одной книге на основе общих требований KV элементам решетки, а также использование однородных критериев/ сравнительной оценки тех и других элементов значительно упрощаюг* задачу, целенаправленного проектирования решетки, в Частности выбор приемлемого варианта общей схемы решетки, типа активных и управляющих элементов.

Книга состоит из четырех разделов. В первом рассматриваются общие вопросы проектирования ФАР. Здесь излагаются вопросы проектирования антенн с фазовым, коммутационным и частотным способами сканирования. Даются методики проектирования плоских и цилиндрических решеток, ФАР с полусферическим обзором пространства, а также волноводно-щелевых решеток.

Во втором разделе даны методики инженерного проектирования излучающих элементдв ФАР с учетом их взаимодействия. Рассматриваются вибраторные, полосковые, щелевые, директорные, волноводные и другие излучатели ФАР.

Третий раздел посвящен расчету АФАР и их модулей. Излагаются особенности построения и расчета характеристик АФАР, приводятся структурные схемы модулей АФАР проходного и отражательного типа, а также способы фазирования колебаний в модулях. Сравниваются модули различных типов и указываются возможности применения различных активных элементов. Приводятся методики расчета модулей передающих АФАР на различных полупроводниковых элементах: генераторных каскадов на СВЧ транзисторах и лавинно-пролетных диодах, умножителей на варакторах, СВЧ цепей в гибридно-интегральном исполнении.

В четвертом разделе рассмотрены вопросы проектирования пассивных элементов ФАР. Приводятся методики проектирования направленных ответвителей и фильтров на связанных линиях, полосковых многоканальных делителей, фазовращателей и фильтров СВЧ.

В книге собран и систематизирован широкоизвестный материал, имеющийся в монографиях и периодической печати, а также использованы опубликованные работы Проблемной лаборатории по технике GB4 Московского авиационного института. Вопросы общей теории антенн и устройств СВЧ не излагаются; полагается, что читатель уже знаком с общим курсом, излагаемым на радиотехнических факультетах вузов.

Следует подчеркнуть, что включенные в книгу методики расчета существенно отличаются по точности и сложности расчета. Наряду с упрощенными расчетами, не претендующими на исчерпывающую полноту, в книгу включены некоторые новейшие методы машинного проектирования с использованием ЭВМ. Вначале излагаются упрощенные методы расчета, позволяющие рассчитать ФАР или элементы, удовлетворяющие основным техническим требованиям, в объеме, необходимом при курсовом или дипломном проектировании, а также при предварительной проработке проектов антенных систем. Далее, там, где это представилось возможным, авторами приводятся более точные методы расчета, позволяющие оптимизировать разрабатываемое устройство по тому или иному критерию с помощью разработанных программ.

В конце книги приведены список основной литературы, а также списки литературы к главам, рекомендуемой при расчете и проектировании данного устройства.

Книга предназначена для студентов радиотехнических специальностей при выполнении дипломного и курсового проектирования, но может быть полезной и%инженерам, занимающимся проектированием антенных решеток.

Книга написана коллективом авторов: Д. И. Воскресенский (предисловие, гл. 1); В. С. Филиппов (гл. 2); Р. А. Грановская (гл. 3,17); Л. И. Пономарев (гл. 4); В. Л. Гостюхин (гл. 5, 21); С. Д. Кременецкий (гл. 6); В. Е. Ямайкин (гл. 7); В. И. Самойленко (гл. 8); В. В. Чебышев (гл. 9); М. В. Инденбом (гл. 10); К. И. Гринева (гл. 11); А. М. Раздолин (гл. 12); А. Ю. Гринев и Ю. В. Котов (гл. 13); В. В. Попов и С. М. Михеев (гл. 14); Г. П. Земцов (гл. 15); Г. И. Коптев и Т. А. Панина (гл. 16); В. Н. Шкаликов (гл. 18); Н. С. Давыдова (гл. 19); С. Б. Петров (гл. 20); Б. Я. Мякишев (гл. 22); А. Ю. Гринев (гл. 23); И. И. Гурова, Б. Я. Мякишев и П. А. Со ловцов (гл. 24). Общая редакция книги осуществлена Д. И. Воскресенским.

Скачать книгу "Антенны и устройства СВЧ". Москва. Издательство «Радио и связь», 1981

143502 МО, г.Истра-2, ул. Заводская, 43А. Тел. (49631) 4-66-21. E-mail: toroid2011@mail.ru