Методы проектирования антенн и устройств СВЧ

Проблема создания новых образцов антенн особенно усложнилась с развитием ФАР и антенн с обработкой сигналов. Ниже приведены теоретические сведения, касающиеся проектирования антенн и устройств СВЧ.

Главными задачами при проектировании антенны являются:

выбор типа и общей компоновки антенного устройства, обоснование оптимальности выбора с точки зрения полного удовлетворения предъявленных требований при наименьших экономических затратах;

расчет основных габаритных размеров антенны, выбор конструкции питающего устройства и наиболее важных узлов;

электрический расчет характеристик и параметров антенны, проверка удовлетворения требований и уточнение конструктивного расчета;

подробная проработка всех элементов конструкции антенны, окончательно уточняемая с помощью экспериментальных испытаний на макете или модели.

Проектирование антенного устройства по заданным требованиям, как правило, включает в себя следующие этапы:

1) выбор типа и конструкции антенны;

2) выбор и расчет амплитудно-фазового распределения (АФР), основных габаритных размеров и питающего устройства;

3) предварительный конструктивный расчет отдельных узлов и элементов антенны;

4) проверочный электрический расчет основных характеристик и параметров антенны, сравнение результатов расчета с заданием, коррекция и окончательный конструктивный расчет антенны;

5) экспериментальное испытание макета или модели антенны и доводка конструкции.

Расчет формы и размеров излучающих частей антенны, а также амплитудно-фазового распределения осуществляется методами анализа и синтеза.

При конструктивном расчете антенны наиболее часто применяется метод использования результатов анализа. При этом конструктор производит выбор не только типа антенны, но и вида АФР по немногим заданным параметрам (ширине главного лепестка, уровню боковых лепестков, КНД и т. п.), используя заранее рассчитанные диаграммы направленности для определенных, технически наиболее целесообразных типов АФР. Основные габаритные размеры антенны и некоторые параметры, характеризующие конкретный вид АФР, определяются при помощи простых соотношений, получаемых методом анализа. Таким образом, для конструктивного расчета антенны методом анализа необходим достаточно обширный набор диаграмм направленности, рассчитанных по заданной геометрии антенны и АФР.

Метод синтеза в большей степени применим при решении задач конструктивного расчета антенны. В настоящее время он применяется все шире, чему способствует стремительное развитие электронно-вычислительной техники.