7.5.5 总增益估算在线视频

这里我对天线的总增益

进行一个估算

总增益进行估算

这里

先说右上的这个图

我是把上面的微带阵面的图

先放在这了

一半的图

8×8一半的阵列

加一个转换器

最后面实际上是什么

一个弯波导

一个E面的波导

加魔T

这种背面的馈电网络

我这里就假设我已经

勾画了一下

只用大概 这么一个方案来做

那在天线

我再说一句就听你在真正做之前

实际上

到底是用微带的还是用波导的

缝隙的你有很多的选择

是吧

OK

我现在就拿其中一个

我来

算它

是吧

那是微带的选了一个方案

那这时候

那我先考虑首先是阵面的

增益最大的

能到什么程度

我这里算了一下

单元7 dB

然后

单个的单元的增益

那我单元的数量

有多少个

8×16个

8×16个

2的三次幂乘以2的四次幂

总之2的7次幂

最后3×7

这是阵的增益

是吧

阵增益

加上单元的就是我的总增益

就是28dB

总增益28dB

下面是我

通过各个部分的损耗

把最大增益往下拽

大概有几个因素

我们认为主要的因素

其中一个

第一个

是微带馈线的影响因素

微带馈线的

8mm的微带馈线

我们认为

一般来说

工程上认为每一个波长的损耗

大概是在0.1dB

一个波长

空间波长

0.1dB

那这时候就是说

我们

整个阵面 8×8这个阵面

到每个单元的时候

它大概要走多少个波长

那这里

我们的单元间距

是采用的什么

0.75个波长

现在我们就查一下

从这个

微带转波导的位置

他到底到单元要走多远

我们现在已经知道每个单元间距0.75波长

使用这到这一个波长

两个波长

三个四个

是吧

四个波长

往上五个

六个

七个

八个 九个

十个 十一

再转一个波长

十二 是吧

约等于12个波长

OK

我把这大概乘在这算一下

另外

在微带宽带网络还有一种损耗

微带的功分器的损耗

大家可以看到

我整个微带的馈电网络

实际上都是用一分二功分器并联做的

是吧

每个功分器都有它的不连续性

它会引起额外的损耗

那这里

我们工程上通常认为

这个

每一级微带功分器的损耗大概在0.1dB左右

那大概我从这传出来

到单元终端到底有多少个

我查一下

从这往前走

一个一分二

两个一分二

三个

四个 五个 六个

总共六个一分二

好

大概算出来的功分器的损耗

功分器的损耗

接着沿着能量

你可以考虑我现在介绍什么

微带转波导的转换器

是吧

微带转波导的转换器

我们通常来说

做得好

之前背靠背的也进行了测试

大概也是在0.2dB这个量级

做的差

能接受的也能到0.4dB

所以我们一般认为

它大概你要做到0.2到0.4这个量级

就认为合格了

好的0.2dB那当然是特别难的一件事

也是希望的

好像它不太可能

是吧

我们后面估算的时候就按0.3dB来估算

大概这个水平

OK

那这个转换器下来之后

就进入弯波导了

在这进入弯波导

弯波导的本身的损耗

8mm的损耗实际上是很小的

如果是一个长的BJ320波导在工程上

这个型材

那一米的损耗

实际上还只有1dB

一米 一千毫米

1dB

1dB

但是我们这里因为是弯波导转个弯

而是个拼接的波导

当时做过测试

大概就在0.1dB这个量级

另外工程上还有一个

默认的一个要求

就是波导的连接

就是波导的连接

可以想象我这个支撑板跟波导之间有个连接

波导跟魔T之间有个连接

每连接一次

我认为有个连接损耗

连接损耗是0.1 dB

那这里认为连接了两次

所以要减掉他的两次

每个0.1 ~0.2dB

另外

电磁波进入魔T之后

还有损耗

魔T的损耗

一般的厂家拿到8mm的魔T

他给你的损耗大概都是在0.3到0.5之间

好于0.3那当然更好是吧

但是如果差于0.5呢

那你可以要求他说你再好好调一调

一般来说

做了0.3 ~0.5是差不多的

可以接受 算水平还不错

另外也还有一部分损耗

刚才我就讲阵列加权的这件事情

你加权之后

因为我们做等幅同相阵面的时候是增益最大的

对吧

如果你不是等幅同相

就意味着做权值之后泰勒加权之后会怎么样

增益就会下降

是吧

那我们工程要求是低于-18dB

实际上你设计的时候

你能卡在-18dB上吗

不会 是吧

你一定怎么样 做的更低一点

是吧

一旦带点误差

你承受的了

是吧

所以说设计的时候至少也设计到-20dB

留2dB的余量

这其实是因为是小信号的

这2dB其实并不大

有的人已经要把它设计到留3到5个dB的余量

那这时候

如果你做加权怎么样

就更加陡峭了

那就引起增益的下降更多

那-20dB

大概呢

它对副瓣的影响

对口面增益的影响是0.3到0.5

看你要负二十几了

那我们这里说

正常来说

你留到-21~-22dB

大概负二十个量

大概0.5dB

增益的损耗

第八部分就是Ruze引理

就刚才说口面的什么

不平度

机加工的时候

最终你工艺完成的时候

阵面的不平度

阵面的不平度

当然还有馈电网络相位带进来的

这个问题

后面我还要再说这个事

那这个

它带来的影响还是比较大的

我这里给了一个

如果是六十分之一波长

你的口面的不平度

大概是引起的

增益的损失大概在0.2dB

如果能做到三十分之一个波长的话

差不多是0.8dB

如果你更差那就

就基本我就接受不了了

1dB太大了

你看上面这些损耗才多少

这时候工艺可能要求做的更好

要做的更好

好

这时候

我把上面八个部分的损耗

总计损耗都加在了一起

有的当然像第三步

我就选了0.3

0.3

折中了这么一个

这时候总计的损耗大概在3.5dB左右

当然如果你做得更好

那这时候可能

增益还能再

损耗能低一点

增益再大一点

这时候由28

减去3.5

这时候估算天线的增益

在24.5dB左右

那这时候它还是怎么样

好像二十的

是吧

我这个方案

就能保证把增益

最终的增益差不多能保下来

是吧

而且3dB波宽度等等

刚才按照51λ/nd

也对什么

阵面进行了

做了计算是吧

那我

3dB波宽度也差不多能完成

是吧

刚才说和差波束的隔离等等的

实际上我采用立体魔T

它是隔离效果最好的

在8mm上

一般来说

做到25dB还是可以的

一般的厂家好点的厂家都能做到二十五

所以也能满足工程指标

OK

我估算一下之后

这么说还是可以是吧

整体上没有大问题

好

那下面这个就考虑说我怎么实施这件事情

怎样实施

那这里就是

我做一些准备

是吧

准备

包括软件上的

相信大家已经很熟了

这个Ansys Designer

Ansys HFSS

MATLAB

然后这个Auto CAD

Solidworks

工程图是吧

MATLAB主要做加权这个设计的

硬件就是当然刚才

就实物大家也都看过了其实你能够想象

中间几部分是吧

双面覆铜板

这是选用rogers 5880的

对8mm来说它的这个损耗角正切比较小

这个介电常数低

辐射能力比较强

另外就是

采取一个结构

就是微带到波导的一个转换器

之前我也介绍这种转换器怎么样

它有保相的功能

是吧

除了损耗低

另外就是保相功能还是比较好的

我两个正面当中对阵相位还是要求很高的

是吧

保相基本还能控制在10°以内

另外就是魔T

我们这个魔T当然要求里面有一个保相的要求

如果你只是幅度的进行加减的话

对保相没有要求

那我们这里对保相还是有要求的

还有个弯波导

拼装的一个E面的转弯的一个波导

当然这个里面如果要对这个三防有要求的话

可能这里

做了一些镀金的处理