- Все Рефераты
- Поиск рефератов

Студик.ру / Рефераты / Радиоэлектроника /

Малошумящие однозеркальные параболические антенны

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра "Радиотехника"

Курсовая работа

По курсу АНТЕННО-ФИДЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН.

"МАЛОШУМЯЩИЕ ОДНОЗЕРКАЛЬНЫЕ ПАРАБОЛИЧЕСКИЕ АНТЕННЫ"

Выполнила: студентка группы РРТу 98 Саркеева Г. Ч. Шифр 988705 Проверил: доцент кафедры РТ Гончаров В.Л.

АЛМАТЫ 2000 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ:

Частота сигнала генератора, подводимого к антенне f, ГГц 10.0 Ширина главного лепестка ДН на уровне половинной Мощности 2,мрад 2 57 2 62 Уровень боковых лепестков, дБ -19 Тип облучателя Рупор конический Длина фидерной линии L, м 11

ВВЕДЕНИЕ. Данная курсовая работа посвящена расчёту зеркальных параболических антенн, которые применяют в различных диапазонах волн: от оптического до коротковолнового, особенно широко в сантиметровом и дециметровом диапазонах. Эти антенны отличаются конструктивной простотой, возможностью получения различных ДН, хорошими диапазонными свойствами и т.д. Существуют различные типы зеркальных антенн: параболические зеркала (параболоид, усечённый параболоид и параболический цилиндр), сферические зеркала, плоские и угловые зеркала, зеркальные антенны специальной формы, двух- и многозеркальные антенны, зеркально-рупорные антенны. Зеркальная параболическая антенна состоит из металлической поверхности, выполненной в виде параболоида вращения и небольшой слабонаправленной антенны облучателя, установленной в фокусе параболоида и облучающей внутреннюю поверхность последнего. Параболическая поверхность образуется в результате вращения параболы с фокусом в точке F вокруг оси Z. По заданию, я рассчитывала облучатель типа рупора конического. Такой рупор на конце волновода позволяет получить пространственную ДН, сравнительно симметричную относительно оси зеркала. Такой облучатель имеет более узкую ДН, чем волноводный, и поэтому может применяться в случаях более длиннофокусных параболоидов. Рупорный облучатель имеет значительно меньшее излучение в обратном направлении, чем волноводный. Применение рупорного облучателя с фазирующей секцией позволяет с помощью зеркала получить вращающуюся поляризацию. В данном курсовом проекте определение поля излучения параболической антенны производится апертурным методом, широко применяемым при проектировании зеркальных антенн. Технические параметры, заданные для проектирования антенны, приводятся в соответствии с Регламентом радиосвязи и отвечают практическим требованиям к современным системам радиосвязи. Спроектированная, в соответствии с заданными параметрами антенна может применяться в земных станциях магистральной спутниковой связи (Орбита-2, Орбита-2М, Электроника 4-60, Электроника 4-90 и т. д.), малых станциях для телефонии и передачи данных (VSАТ), системах спутникового телевизионного вещания (Eutelsat, Галс,Теlecom IIA, B, Tele-X, TVSat-2 и т.д.)

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВПАРАБОЛИЧЕСКОГО ЗЕРКАЛА

1.1. Определение диаметра раскрыва антенны. Зеркальная антенна направленная антенна, содержащая первичный излучатель и отражатель антенны в виде металлической поверхности (зеркало).Параболическая зеркальная антенна представлена на рис. 1. В случае равномерно возбужденного раскрыва параболического зеркала ширина диаграммы направленности приближенно определяется: 21.02 , (1) где 2- ширина диаграммы направленности на уровне половинной мощности; - длина волны излучаемого (принимаемого) антенной радиосигнала; R радиус раскрыва зеркала (рис. 1)

Рис.1. Зеркальная параболическая антенна.

Однако, добиться равномерного возбуждения раскрыва практически не удается. Известно, что коэффициент направленного действия зеркальной антенны имеет наибольшую величину в том случае, если амплитуда возбуждающего поля на краю раскрыва составляет не менее одной трети от амплитуды поля в центре раскрыва. Неравномерное возбуждение раскрыва зеркала приводит к некоторому расширению главного лепестка диаграммы направленности, так как уменьшается эффективная площадь раскрыва. Кроме этого, необходимо иметь в виду, что чаще всего диаграммы направленности зеркальных антенн не обладают осевой симметрией, (большинство излучателей формируют осенесимметричные диаграммы направленности), т.е. ширина главного лепестка в плоскостях Е и Н различна. В большинстве практических случаев это влечет за собой следующее изменение выражения (1): 21.2 (2) 21.3 (3) где 2,2 - ширина диаграммы направленности соответственно Н и Е плоскостях. Тогда R для Н плоскости: (м) R для Е плоскости: (м) В связи с тем, что в задании на курсовую работу имеются данные о ширине диаграммы направленности в обеих плоскостях, из выражений (2) и (3) определяем диаметр раскрыва d=2R, при, чем, из полученных двух значений диаметра выбираем наибольшее, т.е.: d=2*0.315(м), следовательно:=0.63(м)

1.2 Определение угла раскрыва и фокусного расстояния зеркальной антенны. В зависимости от размещения облучателя относительно зеркала можно получить, то или иное значение КНД. При определенном оптимальном отношении R/f КНД наибольший. Это объясняется тем, что количество теряемой энергии зависит от формы диаграммы направленности облучателя и отношения R/f. При уменьшении отношения R/f от оптимального КНД уменьшается, т.к. увеличивается часть энергии, проходящей мимо зеркала. С другой стороны, увеличение этого отношения также приводит к уменьшению КНД в связи с более сильным отклонением закона распределения возбуждения от равномерного; оптимальное значение R/f определяется по апроксимированной нормированной диаграмме направленности облучателя (апроксимация функцией вида F()=cos(), где n определяет степень вытянутости диаграммы направленности облучателя).Для рупорных облучателей значения приводим в таблице ниже:

NR/fн60.8…10.81

F()=cos()=cos Расчет апроксимации диаграммы направленности облучателя приведен в приложении. В зависимости от значения n определяем оптимальную величину отношения R/f. Более точное значение R/f определяем из графиков зависимости КИП н ?араболоида от угла раскрыва ?, при различных n. Из велличины отношения R/f с учетом расчетного R определяем значение f: f=R/(0.8…1.0)=0.315/0.9=0.35 (м) Угол ш может быть рассчитан на основе следующего соотношения: ш=2 arctg=2arctg=2 arctg(0.45)=48

2. РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРРИСТИК ОБЛУЧАТЕЛЕЙ.

Расчет сводится к определению геометрических размеров облучателя, при которых уменьшение амплитуды поля на краю раскрыва зеркала происходит до одной трети амплитуды поля в центре раскрыва и диаграммы направленности облучателя. Диаграмму направленности конического рупора рис(2) определяем как для идеальной круглой излучающей поверхности радиусом a: F()=, где J(sin) цилиндрическая функция Бесселя первого рода, =- волновое число. Размеры оптимального конического рупора связанны между собой l=. Радиус апертуры рупора выбирается из соображений обеспечения на краю раскрыва спадания амплитуды поля до

1 2

На сайте:

Карта сайта