РАЗРАБОТКА МНОГОМОДУЛЬНОЙ ВОЛНОВОДНО-ЩЕЛЕВОЙ АНТЕННЫ С ВЫСОКИМ КОЭФФИЦИЕНТОМ УСИЛЕНИЯ

РЕФЕРАТ 3
СОДЕРЖАНИЕ 4
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ВОЛНОВОДНО-ЩЕЛЕВЫЕ АНТЕННЫ В УСТАНОВКАХ СВЧ-ЭНЕРГЕТИКИ 7
1.1 Установки СВЧ энергетики с антеннами щелевого типа 7
1.2 Антенны, используемые в СВЧ энергетике 11
1.3 Волноводно-щелевые антенны 15
1.4 Фазировано-антенные решетки 21
2 РАСЧЕТ И ОПТИМИЗАЦИЯ ВОЛНОВОДНО-ЩЕЛЕВОЙ АНТЕННЫ 27
2.1 Программы для СВЧ-моделирования 27
2.2 Создание модели волноводно-щелевой антенны 31
2.3 Выбор волноводно-щелевой антенны для расчета 35
3 МНОГОМОДУЛЬНАЯ ВОЛНОВОДНО-ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННА 42
3.1 Многомодульные антенны 42
3.2 Определение расстояния в многомодульной волноводно-щелевой антенне между модулями 48
3.3 Y- разветвитель в многомодульной ВЩА 51
3.4 Расчет и разработка многомодульной волноводно-щелевой антенны 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 61

Весь текст будет доступен после покупки

В современном мире широкое применение получили установки связанные с использованием СВЧ энергии. СВЧ установки чаще всего используются для нагрева, сушки, сварки, склеивания, стерилизации и т.д. в первую очередь пищевых продуктов, содержащие как правило большое количество воды. Тем не менее, перечисленные возможности не ограничивают применение СВЧ нагрева в таких отраслях, как:
? Машиностроение;
? Химическая промышленность
? Строительство
? Сельское хозяйство
? Текстильная и легкая промышленность
? Микробиологическая и фармацевтическая промышленность
? Медицина и ветеринария
В данной работе будет рассмотрен материал, который аналогично может быть применен в каждой из этих сфер.
Цель работы: с помощью моделирования на базе программного пакета CST Studio получить модель многомодульной волноводно-щелевой антенны с высоким коэффициентом усиления для обеспечения микроволнового нагрева в узконаправленном диапазоне в установках свч-энергетики для создания рабочего образца.
Методы исследования: проведение предварительного эксперимента, расчет переходного процесса инструментарием CST Studio, измерение аппаратурных показателей и сравнение их с результатами расчета переходного процесса.
Работа посвящена: разработке многомодульной волноводно-щелевой антенны с высоким коэффициентом усиления для обеспечения микроволнового нагрева в узконаправленном диапазоне в установках свч-энергетики.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ВОЛНОВОДНО-ЩЕЛЕВЫЕ АНТЕННЫ В УСТАНОВКАХ СВЧ-ЭНЕРГЕТИКИ

1.1 Установки СВЧ энергетики с антеннами щелевого типа

Установки СВЧ-энергетики – это установки, в которых электротехника сверхвысоких частот (CBЧ) используется для получения непосредственного энергетического эффекта, когда энергия СВЧ-колебаний транспортируется в энергию ускоренных частиц, тепло или другие виды энергии. В этом смысле СВЧ- энергетика является синонимом электроники больших мощностей. Основные преимущества СВЧ-энергетики, к числу которых относится возможность сосредоточения большой электромагнитной энергии в малых объёмах и возможности её концентрации в нужном месте, что может явиться основой разработки новых энергосберегающих технологий. Достоинством СВЧ-энергетике является и та большая гибкость, с которой СВЧ-энергия трансформируется в другие виды энергии.
Областями применения СВЧ-генераторов следует считать радиолокацию и ускорительную технику.
СВЧ-энергетика может быть использована и в более энергоёмких технологических процессах — например таких, как получение изделий порошковой металлургии методами СВЧ-спекания, получение СВЧ-плазмы, расплавы различных смесей со слабой проводимостью с целью получения сверхчистых материалов для микроэлектроники.
Области практического использования СВЧ-энергетики в настоящее время быстро расширяются за счёт ее использования в технологических процессах, для которых важна большая средняя мощность в связи с появлением всё более мощных СВЧ-генераторов.
На рисунке 1 – приведена установка СВЧ-энергетики, используемая для нагрева и сушки.


Рисунок 1 - Установка СВЧ-энергетики, используемая для нагрева и сушки

Среди установок СВЧ-энергетики важную роль занимают антенны – они позволяют непосредственно передавать энергию СВЧ-излучения в окружающую среду и на окружающие объекты.
Волноводные антенны со щелями используются в качестве излучателей в технологических СВЧ (сверхвысокая частота) установках, так как позволяют сформировать плоский фронт волны падающего поля и произвести облучение объектов большой протяженности. Щелевые излучатели широко используются в СВЧ и КВЧ (крайне высокая частота) диапазонах, как самостоятельные антенны, так и в качестве элементов антенных решеток.
Предположим, что имеется устройство в виде замкнутого электропроводящего короба с отверстием в одной из стенок, в котором возбуждены высокочастотные электромагнитные колебания. При определенных условиях благодаря дифракции через это отверстие (щель) во внешнее пространство будут излучаться электромагнитные волны, так что все устройство становится антенной, называемой дифракционной или щелевой.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Воскресенский Д.И. Устройства СВЧ и антенны: учебник для вузов. — М.: Радиотехника, 2010. — 608 с. ISBN 978-5-16-016190-7.
2. Фатеева Л.В. Применение ПО CST Microwave Studio для расчета антенн и устройств СВЧ: учебное пособие. — Новосибирск: НГТУ, 2019. — 85 с.
3. Хансен Р.К. Фазированные антенные решетки: пер. с англ. 2-е изд. — М.: Мир Радиоэлектроники, 2025. — 512 с.
4. Калошин В.А. Волноводно-щелевая антенна с широким сектором частотного сканирования // Журнал радиоэлектроники. — 2020. — № 3.
5. Талибов Н.А. Моделирование влияния вибраций на характеристики волноводно-щелевой антенны // Вестник университета. — 2009. — № 2.
6. Сучков А.В. Моноимпульсная волноводно-щелевая антенная решетка с частотным сканированием // Труды МАИ. — 2015. — № 82.
7. Калиничев В.И. Частотно-фазовое сканирование волноводно-щелевых антенных решеток // Журнал радиоэлектроники. — 2017. — № 9.
8. Снастин М.В. Измерение характеристик направленности волноводно-щелевой антенной решетки // Авиационный журнал. — 2014. — № 4.
9. Павловская А.А. Проектирование и расчет волноводно-щелевой антенны // Сборник конференции РТ-Севастополь. — 2020. — С. 134-139.

Весь текст будет доступен после покупки