Реферат: Малошумящие однозеркальные параболические антенны

🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
АНТЕННО-ФИДЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН.
«МАЛОШУМЯЩИЕ ОДНОЗЕРКАЛЬНЫЕ ПАРАБОЛИЧЕСКИЕ АНТЕННЫ»

студентка группы РРТу – 98 Саркеева Г. Ч.

Частота сигнала генератора, подводимого к антенне f, ГГц 10.0
Ширина главного лепестка ДН на уровне половинной
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:
где 2q - ширина диаграммы направленности на уровне половинной мощности;
l - 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):
где 2q ,2q - ширина диаграммы направленности соответственно Н и Е плоскостях.
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:
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 ν параболоида от угла раскрыва ψ , 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 ψ может быть рассчитан на основе следующего соотношения:
ψ = 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:
где J
(
sin )
– цилиндрическая функция Бесселя первого рода,
Размеры оптимального конического рупора связанны между собой
Радиус апертуры рупора выбирается из соображений обеспечения на краю раскрыва спадания амплитуды поля до 1/3.
Рис. 2. Апертурный облучатель в виде конического рупора.
Расчет диаграммы направленности облучателя приведен в приложении.
3. РАСЧЕТ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПАРАБОЛИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ.
Инженерный расчет пространственной диаграммы направленности параболической антенны сводится к определению диаграммы направленности идеальной круглой синфазной площадки с неравномерным распределением напряженности возбуждающего поля. В данном случае распределение напряженности возбуждающего поля в основном определяется диаграммой направленности облучателя в соответствующей плоскости. Выражение для нормированной диаграммы направленности зеркальной параболической антенны при этом имеет вид:
где -цилиндрические функции Бесселя первого и второго порядка;
- коэффициент, показывающий во сколько раз амплитуда возбуждающего поля, на краю раскрыва меньше амплитуды в центре раскрыва, в соответствующей плоскости с учетом различий расстояний от облучателя до центра зеркала и до края зеркала;
-амплитуды поля на краю и в центре раскрыва.
Расчет ДН выполнен на ЭВМ и приведен в приложении.
Приближенно коэффициент направленного действия зеркальной антенны определяется выражением:
- результирующий коэффициент использования поверхности.
С учётом того, что КПД зеркальной антенны примерно 0.9, можно рассчитать её коэффициент усиления.
Коэффициент усиления антенны : G = КПД D.
Следовательно, коэффициент усиления антенны будет равен:
Зеркальные антенны имеют наибольший КНД при синфазном возбуждении раскрыва (плоский фазовый фронт волны). Параболический профиль зеркала обеспечивает одинаковые длины электрических путей от облучателя, установленного в фокусе параболоида вращения, до каждой точки плоскости раскрыва (свойство параболы). В полярной системе координат парабола описывается уравнением:
где полярные координаты, f –фокусное расстояние.
Расчет профиля и его графическое построение приведены в приложении.
С целью уменьшения веса и ветровых нагрузок поверхность зеркала часто выполняется перфорированной, или сетчатой.
При такой конструкции зеркала часть энергии просачивается сквозь него, образуя обратное, нежелательное излучение. Допустимым является значение коэффициента прохождения в обратном направлении:
Где - мощность излучения в обратном направлении и падающего на зеркало, соответственно. Для перфорированного отражателя диаметр отверстий должен быть меньше 0.2 при суммарной площади отверстий не более 0.5…0.6 всей площади зеркала.
Двухлинейная сетка работает удовлетворительно при расстоянии между проводниками меньше 0.1 и диаметре проводов не менее 0.01 .
4.3. Определение допусков на точность изготовления.
Неточность изготовления зеркала вызывает несинфазность поля в раскрыве. Допустимыми являются фазовые искажения поля в раскрыве зеркала не более 4. При этом уменьшение коэффициента усиления антенны не превышает нескольких процентов.
Пусть поверхность параболоида имеет некоторые неровности (выступы и углубления). Наибольшее отклонение от идеальной поверхности в направлении обозначим через
Путь луча, отражённого от неровности в месте наибольшего отклонения от изменяется при этом на величину , а соответствующий сдвиг фаз составит величину , и он не должен превышать величину , отсюда получаем:
Анализ полученного выражения для показывает, что вблизи центра параболоида необходимая точность изготовления зеркала наивысшая. Здесь наибольшее отклонение от идеальной поверхности не должно превосходить величины , у кромки параболоида требования к точности получаются наименьшими.
Точность установки облучателя также определяется нормами на наибольшие допустимые фазовые искажения поля в раскрыве. Пусть фазовый центр облучателя смещён на .
Тогда длины путей лучей от фазового центра до раскрыва увеличиваются. Это удлинение путей при малых смещениях можно приблизительно определить как х cos . Тогда изменение фазы составит величину:
где: -фазовые искажения, возникающие из-за неточности установки облучателя, в центре и на краю раскрыва, соответственно. Эта величина не должна превышать ,отсюда получаем, что:
Таким образом, с увеличением угла разрыва точность и установка облучателя в фокусе повышается.
1. Кочержевский Г.М.,Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства. –М.:Радио и связь,1989г.
2. Хмель В.Ф.,Чаплин А.Ф.,Шумлянский И.И. Антенны и устройства СВЧ. –Киев.: Высшая школа,1990г.
3. Патлах А.Л.,Гончаров В.Л. Антенны и устройства СВЧ. Задание и методические указания к курсовой работе. Алма-Ата АЭИ,1987г.
1. Определение геометрических параметров
2. Расчёт геометрических и электро-
3. Расчёт пространственной диаграммы
4. Конструктивный расчёт антенны. 9.
Список использованной литературы 12.

Название: Малошумящие однозеркальные параболические антенны
Раздел: Рефераты по радиоэлектронике
Тип: реферат
Добавлен 11:23:07 18 июня 2005 Похожие работы
Просмотров: 1444
Комментариев: 23
Оценило: 9 человек
Средний балл: 3.3
Оценка: 3   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Если Вам нужна помощь с учебными работами, ну или будет нужна в будущем (курсовая, дипломная, отчет по практике, контрольная, РГР, решение задач, онлайн-помощь на экзамене или "любая другая" учебная работа...) - обращайтесь: https://clck.ru/P8YFs - (просто скопируйте этот адрес и вставьте в браузер) Сделаем все качественно и в самые короткие сроки + бесплатные доработки до самой сдачи/защиты! Предоставим все необходимые гарантии.
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Реферат: Малошумящие однозеркальные параболические антенны
Почему Маша Не Поехала С Дубровским Сочинение
Мини Сочинение Аргументы В Пользу Существования Бога
Тетрадь Контрольные Работы 2 Класс Скачать
Реферат: Психология нейтрализации вредных людей. Скачать бесплатно и без регистрации
Скачать Курсовую Работу На Тему Бронхит
Дипломная работа по теме Зоогигиеническое обоснование проектного содержания кошек
Сочинение по теме А.С. Пушкин и Франция
Реферат: Matthew Arnold
Дипломная работа по теме Автоматизация редукционно–охладительной установки
Реферат по теме Структура памяти
Эссе На Тему Что Такое Идеальное Философия
Реферат: Структура и функции социологии 2
Реферат: Создание инфраструктуры применения МСФО
Курсовая Работа На Тему Рейдерство С Точки Зрения Уголовного Права
Как Начать Сочинение На Тему Время Перемен
Сочинение На Тему Дружба Огэ 9 Класс
Реферат по теме Тактика гребли
Реферат: Capitol Punishment Essay Research Paper We must
Реферат: Атомная энергетика. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Разработать технологический процесс и спроектировать механический участок обработки детали Вал первичный №41526-96 с годовым выпуском 350000 штук при двух сменной работе
Реферат: Образование Древнерусского государства - Киевской Руси
Доклад: Витраж
Реферат: Роль государства в послевоенном экономическом развитии Японии