Кафедра радиотехнических устройств

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

Кафедра радиотехнических устройств

Д.Н. Яманов

 

 

АНТЕННЫ И УСТРОЙСТВА СВЧ

 

 

ПОСОБИЕ

по изучению дисциплины

 

 

для студентов III курса

специальности 160905

заочного обучения

Москва - 2011

 

ББК 6Ф2.19

Я54

Рецензент д-р техн. наук, проф. А.И. Логвин

Яманов Д.Н.

Я54Антенны и устройства СВЧ: пособие по изучению дисциплины - М.: МГТУ ГА, 2011. - 12 с.

Данное пособие издается в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины СД.08 «Антенны и устройства СВЧ» по Рабочему учебному плану специальности 160905 для студентовIII курса заочного обучения, утвержденному в 2007 г.

Рассмотрено и одобрено на заседаниях кафедры 30.03.11 г. и методического совета 15.04.11 г.

 

Редактор И.В. Вилкова

Подписано в печать 26.05.11 г.

Печать офсетная Формат 60х84/16 0,63 уч.-изд. л.

0,7 усл.печ.л. Заказ № 1268/ Тираж 80 экз.

 

Московский государственный технический университет ГА

Москва, Кронштадтский бульвар, д. 20

Редакционно-издательский отдел

125493 Москва, ул. Пулковская, д.6а

 

© Московский государственный

технический университет ГА, 2011

УЧЕБНЫЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ

 

Дисциплина "Антенны и устройства СВЧ" изучается студентами заочной формы обучения на четвертом курсе. По данной дисциплине читаются обзорные лекции (12 часов), проводятся лабораторные занятия (16 часов) и консультации. Студенты выполняют курсовую работу и сдают экзамен. Общее время, затрачиваемое на самостоятельную работу - 94 часа.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ДИСЦИПЛИНЕ

2.1. Цель преподавания дисциплины

 

Дисциплина «Антенны и устройства СВЧ» представляет собой теоретическую базу для изучения принципов действия, методов анализа, способов построения и основ эксплуатации антенн и СВЧ устройств, применяемых в гражданской авиации.

Дисциплина является основой для изучения специальных дисциплин и обеспечивает необходимый уровень инженерной подготовки в области теории и техники антенно-фидерных устройств.

2.2. Задачи изучения дисциплины

(необходимый комплекс знаний и умений)

 

В результате изучения дисциплины студента должны:

иметь представление об основных электромагнитных процессах в антеннах и устройствах СВЧ;

знать:

- роль антенно-фидерных устройств в обеспечении безопасности и регулярности полетов;

- принцип действия и особенности антенно-фидерных устройств, областьих применения, способы формирования необходимых распределений полей излучения, основы антенных измерений;

- инженерные методы расчёта линий передач и излучающих систем;

- особенности технической эксплуатации антенно-фидерных устройств, используемых в радиоэлектронных системах ГА;

- правила техники безопасности и защиты окружающей среды при работе с антенно-фидерными устройствами;

уметь:

- работать с научно-технической литературой;

- ориентироваться в современных антенно-фидерных устройствах, методах расчёта линий передач, излучающих устройств, устройств СВЧ, принципахих работы;

- оценивать соответствие эксплуатируемых устройств современному развитию техники;

- работать с измерительной аппаратурой при исследовании характеристик антенно-фидерных устройств и устройств СВЧ;

владеть:

-навыками проведения экспериментальных исследований основных параметров антенн и устройств СВЧ;

-навыками использования соответствующих учебных, научных и справочных источников;

- методами использования компьютерных технологий в расчетах.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

Основная

1. Нечаев Е.Е., Будыкин Ю.А. Антенные устройства в гражданской авиации. - Курск: Пресс – Факт, 2005.

2. Воскресенский Д.И. и др. Антенны и устройства СВЧ. – М.: МАИ, 1999.

Учебно-методическая

3. Нечаев Е.Е. Антенны и устройства СВЧ: Пособие к выполнению курсовой работы. - М.: МГТУ ГА, 2008.

4. Нечаев Е.Е. Антенны и устройства СВЧ: Методические указания к лабораторным занятиям. – М.: МГТУГА, 2004.

Дополнительная

5. Нечаев Е.Е. Слабонаправленные антенны и линейные антенны бегущей волны. - М.: МГТУГА, 1997.

6. Нечаев Е.Е. Излучающие раскрывы и решетки. – М.: МГТУГА, 1989.

 

4. ЭЛЕКТРОННЫЕ СРЕДСТВА ИНФОРМАЦИИ

 

Электронные источники информации по дисциплине

CD диск «Антенны и устройства СВЧ (ЗФ)» включает методические материалы по дисциплине.

Ресурсы Интернета

Список сайтов, содержащих информацию по дисциплине: www.radioscanner.ru; http://www.twirpx.com.antenny; http://www.radioforall.ru.

 

5. ЭЛЕКТРОННЫЕ АДРЕСА ДЛЯ КОНСУЛЬТАЦИИ

 

Ответственный по заочному обучению на кафедре доц. Дивеев Вадим Николаевич [email protected].

Ответственный за дисциплину проф. Яманов Дмитрий Николаевич [email protected].

 

СТРУКТУРА ДИСЦИПЛИНЫ

ТЕРМИНОЛОГИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Передающая антенна - устройство, излучающее электромагнитную энергию.

Приемная антенна - устройство, принимающее электромагнитную энергию.

Согласующее устройство предназначается для обеспечения режима работы питающей фидерной линии как можно более близкого к режиму бегущей волны.

Излучающая система - это область пространства, в которой протекают токи, возбуждающие электромагнитные волны.

Коэффициент полезного действия (КПД) - отношение излучаемой мощности к полной мощности, подводимой к антенне.

Амплитудная характеристика направленности определяет зависимость амплитуды напряженности создаваемого антенной поля от направления в пространстве.

Диаграмма направленности антенны (ДНА) - графическое изображение характеристики направленности.

Диаграмма направленности по мощности - графическое изображение зависимости плотности потока мощности от направления в пространстве.

Поляризация волн - ориентационная характеристика, определяющая закон изменения направления и величины вектора (или ) этой волны в данной точке пространства за период колебания.

Коэффициент направленного действия (КНД) - число, показывающее, во сколько раз пришлось бы увеличить мощность излучения антенны при замене направленной антенны абсолютно ненаправленной при условии сохранения одинаковой напряженности поля в точке приема.

Коэффициент усиления (КУ) - параметр, характеризующий направленные свойства антенны и учитывающий потери в антенне.

Рабочей полосой частот антенны называют область частот, в которой все параметры антенны не выходят из заданных пределов.

Предельная рабочая мощность - такая мощность, которую можно подвести к антенне без опасения выхода ее из строя.

Эффективная поверхность антенны - поверхность фронта плоской электромагнитной волны, с которой антенна собирает и передает в согласованную нагрузку принимаемую мощность при точном наведении максимума ДН на направление прихода волны.

Линейные антенны - антенны, у которых токи протекают по сравнительно узким поперечным каналам, размеры которых малы по сравнению с продольными и с длиной волны.

Линейные решетки и антенны - антенны, состоящие из большого числа одинаковых излучателей.

Линейные антенны бегущей волны - антенны, возбуждаемые бегущей вдоль оси антенны волной тока.

Апертурные антенны - антенны, излучение у которых происходит через раскрыв, называемый апертурой.

Линзовой антенной называют совокупность электромагнитной линзы и облучателя.

Фазированные антенные решетки (ФАР) - многоэлементные антенные решетки, в которых реализуется фазовый способ электрического сканирования.

 

 

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ

Вопросы для самопроверки

1. Чем руководствуются при выборе размеров сторон поперечного сечения волновода?

2. Чем определяется пробивная мощность волновода?

3. Нарисуйте схему замещения Н- и Е –тройника.

4. Какие виды конструкций аттенюаторов Вам известны?

5. Нарисуйте конструкцию двойного Т – моста. Опишите, как он работает при подаче сигнала в разные плечи.

6. Что называется добротностью резонатора?

7. В чём заключаются особенности СВЧ фильтров?

8. Что представляют собой волноводные полосно-пропускающие фильтры?

 

СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИЙ

 

Лекция 1. Установочная лекция – 3 курс.

Лекция 2. Обзорная лекция. По темам 1.1 – 2.4

Лекция 3. Обзорная лекция. По темам 3.1 – 4.1

Лекция 4. Обзорная лекция. По темам 5.1, 5.2

Лекция 5. Обзорная лекция. По теме 6.1

Лекция 6. Обзорная лекция. По темам 7.1 – 7.3

 

ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

 

Перечень лабораторных занятий [4]

1. Исследование симметричного вибратора (для данного раздела базовым является раздел 2).

2. Исследование линейной антенной решётки (для данного раздела базовым является раздел 3).

3. Исследование рупорных антенн (для данного раздела базовым является раздел 5).

4. Исследование зеркальных антенн (для данного раздела базовым является раздел 6).

На каждое лабораторное занятие отводится 4 часа.

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

Цель курсовой работы – закрепление и углубление знаний по курсу, и применение их для решения инженерных задач.

Содержание и темы курсовых работ приведены в [3].

Базовыми для выполнения работы являются разделы 2 - 7.

Курсовая работа содержит расчёт, проектирование и сведения по эксплуатации антенны вместе с фидерным трактом, включающим в себя необходимые устройства СВЧ. При этом спроектированное устройство специализировано для применения в гражданской авиации.

Пояснительная записка содержит 15 - 20 страниц текста (стандартная писчая бумага формата А4), графическая часть работы содержит один чертёжный лист формата А3 с изображением антенны и фидерного тракта (эскиз).

Общее время самостоятельной работы над курсовой работой определяется в пределах 20 часов.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

1.Учебный план дисциплины…………………………………………………
2. Основные сведения о дисциплине…………………………………………
3. Литература……………….………………………………………………....
4. Электронные средства информации…………………………………….…
5. Электронные адреса для консультации…………………………………....
6. Структура дисциплины………………………………………………….….
7. Терминология дисциплины………………………………………………...
8. Учебная программа дисциплины и методические указания к изучению разделов и тем программы………………………………….
9. Содержание лекций…………………………………………………………
10. Лабораторные занятия…………………………………………………....
11. Курсовая работа…………………………………………………………...

 

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

Кафедра радиотехнических устройств

Д.Н. Яманов

 

 

АНТЕННЫ И УСТРОЙСТВА СВЧ

 

 

ПОСОБИЕ

по изучению дисциплины

 

 

для студентов III курса

специальности 160905

заочного обучения

Москва - 2011

 

ББК 6Ф2.19

Я54

Рецензент д-р техн. наук, проф. А.И. Логвин

Яманов Д.Н.

Я54Антенны и устройства СВЧ: пособие по изучению дисциплины - М.: МГТУ ГА, 2011. - 12 с.

Данное пособие издается в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины СД.08 «Антенны и устройства СВЧ» по Рабочему учебному плану специальности 160905 для студентовIII курса заочного обучения, утвержденному в 2007 г.

Рассмотрено и одобрено на заседаниях кафедры 30.03.11 г. и методического совета 15.04.11 г.

 

Редактор И.В. Вилкова

Подписано в печать 26.05.11 г.

Печать офсетная Формат 60х84/16 0,63 уч.-изд. л.

0,7 усл.печ.л. Заказ № 1268/ Тираж 80 экз.

 

Московский государственный технический университет ГА