Антенны , облучатели 24ГГц

[UX7V]

Это где нашел?
 
 Подобное решение применено у вращателя плоскости поляризации и у облучателя  РЛС "Гроза".

[Mildi]

Д. И. Воскресенский, В. Л. Гостюхин, В. М. Максимов, Л. И. Пономарев
Устройства СВЧ и антенны.
Под редакцией Д. И. Воскресенского
с.61-62

а вторую книгу уже не помню, там без описания просто рисунок был, поэтому не акцентировал внимание.

[UX7V]

 Ок, у меня этой книги нет, а живые упомянутые железки имеются. Желаю успехов!

[UX7V]

 Привожу фото перехода от круглого волновода (трубы) с D = 20 мм к круглому волноводу с D = 15 мм, полностью заполненного фторопластом.
 
 Длина внутреннего конуса (согласователя) ок. 30 мм, рабочая частота РЛС "ГРОЗА", где применяется эта штука, около 10 ГГц. Наружный конус очень тонкий и служит, скорее всего, лишь для механического крепления фторопластовой вставки.

 Для использования в описываемом выше приемопередатчике на диапазоне 24 ГГц длину перехода-согласователя  надо уменьшить в 2.4 раза (соотношение длин волн 3 см и 1.25 см) и, как писалось ранее, выполнить пирамидальным.

[UX7V]

 А на этом фото показано как замешивается сигнал частотой 24 ГГц в общий волноводный тракт (слева на снимке) облучателя моего трехдиапазонного трансвертера.

 В центре кадра небольшой Н-рупор, выполненный из тонкой волноводной прокладки (на заднем плане) и  использующийся в качестве согласователя тракта 19 Х 9.5 мм (слева) с трактом 10 х 4.5 мм (справа) и для возбуждения волны с горизонтальной поляризацией .

 При сборке рупор зажимается между показанными на фото волноводными фланцами двух трактов.

[UX7V]

  Фото Н-секториального рупора - согласователя крупным планом.

[Mildi]

Николай приветствую.
Сделал расчет.
Результаты расчетов в архиве. файл эксель на втором листе расчет, на первом так временные расчеты.
половина таблицы просто вбита по временным расчетам, в правой в ячейках уже формулы.

Взял диаметры с шагом 0,1мм для всего диапазона допустимых диаметров для волны Н11.
посчитал волновые сопротивления волноводов круглого и квадратного с фторопластом.
вычислил сопротивление трансформатора.
по нему вычислил необходимую длинну волны в волноводе, по ней потом вычислил критическую длинну волны для трансформатора и по ней размеры для прямоуголного сечения трансформатора.
наиболее интересный для меня вариант выделил серым.
Если вас не затруднит не могли бы проверить один расчет, для одного варианта и указать где мог ошибся. Если ошибка в одном будет она же будет и в других.
А вот расчитать трансформатор с частичным заполнением волновода диэлектриком не получилось из за отсутствия графиков для круглого сечения. правда нашел один который можно было бы применить но он только для е=2,54

[UX7V]

Василий приветствую!

 Я посмотрю и напишу ответ позже, когда доберусь к нормальному компьютеру, который сейчас занят и я оперирую с планшетником внука, а он не открывает эти файлы.
 И, к тому же, сейчас уезжаю из дома  и буду вечером около 20...21 мск,

[Mildi]

Николай, без проблем.  никакой срочности нет.

[Mildi]

Еще вопрос возник. Мы пересчитали размеры от зонда до задней стенки, а как насчет длинны зонда?
Я так понимаю что заполнив волновод диэлектриком и оставив зонд прежней длинны мы изменили соотношение между рабочей длинной волны в волноводе и длинной зонда. тем самым зонд должен как я понимаю быть в таком случае длиннее чем необходимо. У нас частота ниже и он должен быть длиннее, но форопласт как мне кажется "электрически" его удлиннит сильнее чем нужно.

[UX7V]

 Василий, прикрепленный ранее файл я посмотрел, впечатляет, аж в глазах рябит от цифр!

 Ни капельки не сомневаясь в Ваших математических способностях, я бы все-таки начал с постановки задачи - что и как мы будем строить, а потом уже подкрепим наши идеи расчетами.

 Накануне мы привели в порядок тракт приемопередатчика. Какие элементы предполагается применить дальше-? Какой диаметр трубки в качестве волновода Вы подобрали практически-?

[Mildi]

Николай пока не подобрал подходящий диаметр трубки, никак не попаду на склад.
Поэтому и считал для всего диапазона диаметров какие можно применить, из условия существования только одной волны в волноводе.
В принципе там и есть рассчет для поставленной задачи: Согласовать трубку с выходным портом.
Проще подсчитать сразу разные варианты, а потом выбрать подходящий вариант, тем более там не много всего 20 вариантов с шагом 0,1мм
если заметили то красным выделены диаметры при которых размеры волновода трансформатора вписываются по ширине и высоте между размерами порта и трубки, с учетом что уголки будут закругленны (на границых выделенного диапазона).

Я в своих математических способностях тоже не сомневаюсь но вот с волновыми сопротивлениями напортачить мог, в выборе формулы, напридумывали, понимаешь, по 4 волновых сопротивления для каждой волны да еще и формулы кто как хочет расписывает, да еще и написали в какойто из книг что они не имеют никакого физического смысла .

Пока как вариант четверть волновый трансформатор прямоуголного сечения, углы думаю можно слегка скруглить, чтоб аккуратнее вписать в сечение обоих трактов, вроде они не сильно влияют на волновое сопротивление.

[UX7V]

 Василий, понятно, что что будет облучатель, волновод и узел, посредством которого облучатель с волноводом будут подключены к приемопередатчику.
 Давайте за основу этого узла применим идею, реализованную в РЛС "Гроза", где тоже состыковываются два аналогичных волновода - круглая труба, заполненная воздухом и круглая труба, заполненная фторопластом.

 Правда, в нашем случае есть лишь небольшое отличие, поскольку надо состыковать прямоугольный волновод WR 28, заполненный фторопластом с круглым волноводом, заполненным воздухом.

 Зная, как практически состыковываются круглый волновод с прямоугольным, применим это стандартное решение, добавив идею, реализованную в РЛС "ГРОЗА", смасштабировав размеры для 24 ГГц.

 В итоге получим фторопластовую пирамидку высотой ок. 1,25 см, расположенную в пирамидке, выполненной из круглой трубы, плавно переходящей в прямоугольную с внутренними размерами,  как у волновода WR 28.

 Практически надо сделать продольный разрез на конце трубы, сформировать конец трубы пирамидкой на стальной отправке и запаять швы и волноводный фланец.

 Фторопластовая пирамидка будет являться продолжением фторопластовой вставки, устанавливаемой в волноводе WR 28 приемопередатчика.

[Mildi]

Николай, можно и такой вариант попробовать, но есть один момент. Посчитать я такой не смогу из за отсутствия необходимого количества информации, смаштабировать тоже из за отсутствия образца с которого масштабировать (РЛС) мне на разрешат разобрать все пытаюсь антенну с облучателем отжать, не дают.

А рассчитанный вариант это классика, работать будет, главное убедится что посчитанно правильно.

Размер зонда тоже беспокоит, чем больше думаю тем больше убеждаюсь что надо подсчитать будет.

И сдается мне надо мутить в блок временно направленный ответвитель на отраженную волну (хотя бы из проволочки, сопротивления и какого нибудь диода еще работающего на этой частоте как выпрямитель). Чтоб потом проверить согласование.

[UX7V]

Зачем ломать. РЛС, все просто устроено, я же дал размеры фторопластового конуса "Грозы", но еще раз повторю. Диаметр основания (диаметр волновода) - 15 мм, высота - 30 мм, длина волны около 3 см.

 По поводу зонда не стоит беспокоиться, поскольку мы искусственно создаем ему в волноводе  среду (фторопласт) с большей, чем у воздуха диэлектрической проницаемостью , в которой он будет резонировать уже на 24 ГГц вместо 30 ГГц.