Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и образования Российской Федерации

Дальневосточный Государственный Технический Университет

(ДВПИ им. Куйбышева В.В.)

Курсовой проект

по дисциплине Антенно-фидерные устройства

"РАСЧЁТ ДВУХЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ ПО СХЕМЕ КАССЕГРЕНА"

Выполнил студент гр. Р-041:

Панченко С.Ю.

Проверил преподаватель:

Уколова Г.Г.

Владивосток 2004

Содержание

• Введение
• 1. Расчёт двухзеркальной антенны
• 2. Выбор облучателя
• 3. Амплитудное распределение поля в раскрыве эквивалентной параболы
• 4. Диаграмма направленности всей антенны
• 5. Выбор типа волновода, определение размеров элементов фланца
• 6. Точность выполнения, технология изготовления и материалы рефлекторов
• Заключение
• Список используемой литературы
• Приложение А. Профили сечения малого и большого зеркал и эквивалентной параболы
• Приложение Б. Эскиз антенны

Введение

Зеркальные антенны являются наиболее распространёнными остронаправленными антеннами. Их широкое применение в самых разнообразных радиосистемах объясняется простотой конструкции, возможностью получения разнообразных видов диаграмм направленности (ДН), высоким коэффициентом полезного действия (КПД), малой шумовой температурой, хорошими диапазонными свойствами и т. д. В радиолокации зеркальные антенны позволяют легко получить равносигнальную зону, допускают одновременное формирование нескольких ДН общим зеркалом, в том числе суммарных и разностных. Некоторые типы зеркальных антенн могут обеспечивать достаточно быстрое качание луча в значительном угловом секторе. Зеркальные антенны являются наиболее распространённым типом антенн в космической связи и радиоастрономии, и именно с помощью зеркальных антенн удаётся создавать гигантские антенные сооружения с эффективной поверхностью раскрыва, измеряемой тысячами квадратных метров.

Двухзеркальная антенна по схеме Кассегрена представляет собой систему состоящую из двух отражающих поверхностей - софокусных параболоида и гиперболоида - и облучателя, установленного во втором фокусе гиперболоида. Такая конструкция обеспечивает синфазность поля в раскрыве. Двухзеркальная антенна является более компактной, чем однозеркальная, и обеспечивает более равномерное распределение возбуждения по раскрыву, а также является более помехозащищённой, даёт возможность укоротить тракт СВЧ и разместить основную часть конструкции облучателя за зеркалом, что особенно удобно в моноимпульсных радиолокаторах. При оптимизации размеров облучателя и малого зеркала удаётся получить КИП порядка 0,6…0,65. Недостаток системы - затенение раскрыва малым её зеркалом, а также обратная реакция малого зеркала на облучатель.

Принцип работы двухзеркальной антенны по схеме Кассегрена состоит в том, что электромагнитное поле от облучателя, отражаясь от второго зеркала (гиперболоида) попадает на поверхность первого зеркала (параболоида), а отражённое от него поле, наконец, излучается в пространство, причём вид излучаемого в пространство поля совпадает с полем, излучаемым плоской синфазной поверхностью.

1. Расчёт двухзеркальной антенны

Напомним, что у антенны Кассегрена применяется большое зеркало параболической формы, а малое - гиперболической (рис. 1). Фазовый центр облучателя располагается в фокусе гиперболического отражателя; второй фокус гиперболоида совмещается с фокусом параболического зеркала. Сферическая волна облучателя трансформируется малым зеркалом в сферическую же волну, но с центром в , которая в свою очередь преобразуется большим зеркалом в плоскую волну, создающую в раскрыве синфазное поле.

Рис. 1. Двухзеркальная антенна.

При проектировании зеркальных антенн (в том числе и многозеркальных) можно использовать два метода: метод синтеза и метод анализа. И хотя, оба метода приведут к одному результату, стоит заметить, что они существенно отличаются. Метод синтеза заключается в том, что при расчёте задаются необходимым распределением амплитуды на раскрыве антенны и, следовательно, диаграммой направленности всей антенны. Метод же анализа подразумевает расчёт зеркал и анализ получаемой диаграммы направленности (естественно в случае существенных несоответствий диаграммы с оптимальной, следуют корректировки, заключающиеся в варьировании размеров малого и большого зеркал, подбора подходящих фокусных расстояний а также формирование нужного амплитудного распределения поля в раскрыве антенны посредством изменения размеров облучателя, вернее его диаграммы направленности).

Коэффициент направленного действия антенны (КНД) вычисляется по формуле:

,

где - площадь раскрыва большого зеркала, естественно, зная площадь легко найти радиус раскрыва

);

- длина волны в свободном пространстве (согласно заданию ); - результирующий коэффициент использования поверхности, он находится следующим образом:

,

где - коэффициент использования поверхности (обычно, для зеркальных антенн он для предварительного расчёта принимается равным 0,65); - коэффициент переливания. Коэффициент переливания приближённо можно вычислить по формуле:

,

где - величина амплитуды поля на краю раскрыва большого зеркала в относительных, вернее, в нормированных единицах (оптимальное значение ). Поскольку диаметр раскрыва большого зеркала предлагается вычислить через площадь и КНД, а задан коэффициент усиления (КУ) антенны G (согласно заданию ), целесообразно перейти от КУ к КНД посредством формулы:

.

Воспользовавшись вышеприведёнными рассуждениями, рассчитаем диаметр большого зеркала:

или 53,2 дБ (в формуле число 158489 соответствует 52 дБ).

Воспользовавшись формулой для КНД, и учитывая результирующий КИП, вычислим площадь раскрыва большого зеркала:

Тогда

,

следовательно диаметр большого зеркала:

Диаметр малого зеркала, фокусное расстояние выбирают, примерно, из ряда. Это делается для того чтобы при наладке антенны эти величины можно было варьировать в некоторых пределах для более точного формирования диаграммы направленности, тем более, что даже при высокой степени точности расчёта и конструирования антенн, наблюдаются некоторые отклонения, которые и устраняются всевозможными регулирующими механизмами.

Фокусное расстояние определяется из выражения:

Диаметр малого зеркала:

Все выше найденные величины, можно увидеть на рисунке 1.

Параметр гиперболоида (расстояние между его фокусами) определяется из соотношения:

Расчет и контролируется условием:

(без подстановки видно, что оно выполняется). Выполнение данного условия требует, чтобы теневой эффект облучателя не превосходил теневой эффект малого зеркала.

Углы и , показанные на рисунке 1 (им соответствуют углы и ), определяются по формулам:

или 64,

или 33,6

Эксцентриситет гиперболы равен:

Профили параболического и гиперболического зеркал определяются по формулам:

, причём .

Центр полярных координат, в которых записаны формулы для профилей зеркал, находится в точке .

При расчёте двухзеркальных антенн удобно пользоваться понятием эквивалентной однозеркальной параболической антенны, графическое построение профиля которой иллюстрируется на рис. 1. Через крайние точки кривой большого зеркала а и b проводятся прямые, параллельные оси антенны; из фокуса проводятся две прямые через края малого зеркала до пересечения в точках и с горизонтальными прямыми.

Через точки и проводится парабола с фокусом в точке . Фокусное расстояние эквивалентного зеркала равно

Кривая эквивалентного зеркала определяется по формуле:

(см. рис. 1)

Легко видеть, что парабола антенны и эквивалентная парабола взаимны по отношению к гиперболе малого зеркала. Если построить двухзеркальную антенну, беря в качестве большого зеркала эквивалентную параболу, в качестве малого зеркала - тот же гиперболоид, но обращённый вогнутой стороной к большому зеркалу, и поместив облучатель в точке , тогда парабола антенны будет эквивалентной параболой.

Любые два луча, исходящие один из точки в сторону эквивалентной параболы, другой из точки в сторону параболы антенны и проходящие через одну и ту же точку малого зеркала, отражаются от соответствующих больших зеркал по одной прямой на встречу друг другу. Рассматривая траекторию лучей в пределах исходящего от облучателя узкого пучка лучей с угловым размером , можно отметить, что у раскрыва двухзеркальной антенны и эквивалентной однозеркальной площадь сечения пучков будет одинакова () и поскольку энергия, переносимая через эти сечения, одна и та же, то и плотность энергии, а следовательно амплитудные распределения поля в обеих апертурах окажутся тождественными. На этом основании все дальнейшие расчёты (облучатель, диаграммы направленности) можно производить для эквивалентной параболы.

2. Выбор облучателя

Электромагнитная волна, создаваемая возбудителем волновода, дойдя до открытого конца, частично отражается обратно, а частично излучается (рис. 2).

Рис. 2. Прямоугольный волновод.

При этом в месте перехода от волновода к свободному пространству возникают волны высших типов (как в месте включения любой неоднородности в линию передачи) и поверхностные токи на наружных поверхностях стенок волновода.

Улучшение направленных свойств синфазной излучающей поверхности связано с увеличением её размеров. Однако при увеличении размеров поперечного сечения волновода могут возникнуть волны высших типов, что приводит к несинфазному возбуждению открытого конца волновода, к неоднородности поляризации излученного поля, т. е. к ухудшению направленных свойств. Избежать этого можно путём постепенного, плавного увеличения размеров поперечного сечения волновода, т. е. придания волноводу формы рупора.

В месте перехода от волновода к рупору (сечение ) возникают высшие типы волн, но при достаточно плавном расширении волновода, (малый угол раствора рупора) интенсивность этих волн быстро снижается.

Существуют различные типы рупоров. Рупор, образованный одновременным увеличением размеров a и b поперечного сечения волновода, называется пирамидальным рупором (см. рис. 3).

Основное отличие поля в рупоре от поля в волноводе состоит в том, что фронт волны в рупоре является не плоским, а цилиндрическим (секториальные рупоры) или близким к сферическому (пирамидальный рупор). Волны, распространяющиеся в рупоре, как бы исходят из воображаемой линии пересечения сторон рупора, называемой его вершиной.

Направленные свойства рупорной антенны можно анализировать (в общем случае), как и в случае открытого конца волновода, методом Гюйгенса-Кирхгофа. Делая те же допущения, принимают, что излучающей поверхностью является поверхность раскрыва рупора. Приближённо (при построении диаграммы направленности рупора) можно пользоваться формулой:

(характер входящих в формулу переменных уточняется ниже, в том числе данные о размерах раскрыва, которые уточняются при анализе амплитудного распределения поля в раскрыве эквивалентного параболоида).



Рис. 3. Пирамидальный рупор.

На основании вышеприведённого имеем:

Размер большей стенки раскрыва рупора (именно при таком размере раскрыва рупора формируемая им диаграмма направленности формирует необходимое распределение поля на поверхности раскрыва зеркала). Согласно [3], величина a и b связаны соотношениями:

,

где и большая и малая, соответственно стороны раскрыва рупора.

Тогда

,

анализируя результат можно сказать, что оптимальный радиус должен быть не менее 21,87 мм (для меньших фазовых искажений примем ); большему значению оптимального радиуса раскрыва соответствует более плавный переход к самой широкой части рупора, следовательно более эффективное устранение побочных типов волн.

Из вышеприведённой зависимости для оптимального радиуса раскрыва можно выразить размер bР рупора (ширина диаграммы направленности в плоскости Е и Н должна быть одинаковой):

Строгий учёт фазовых искажений значительно затрудняет расчёт рупорных антенн, поэтому обычно задаются некоторым допустимым сдвигом фаз, таким, чтобы ДН рупорной антенны мало отличалась от диаграммы направленности синфазной излучающей поверхности, размеры которой равны размерам рупора. Допустимый фазовый сдвиг в Е-плоскости равен

,

в Н-плоскости

.

Тогда

,

что вполне приемлемо (0,96<1,57);

,

что и следовало ожидать (1,71<2,35).

Размеры узкой части рупора приводятся ниже (в разделе выбора волновода и фланцевого соединения).

3. Амплитудное распределение поля в раскрыве эквивалентной параболы

антенна волновод рефлектор двухзеркальный

Амплитудное распределение в раскрыве зеркала определяется формой зеркала (величина отношения ) и диаграммой направленности облучателя. При расчёте амплитудного распределения полагают, что зеркало относительно облучателя находится в дальней зоне. Это допустимо, т. к. обычно расстояние от фокуса до поверхности зеркала составляет десятки длин волн. Тогда амплитуда напряжённости поля, создаваемого облучателем в любой точке поверхности зеркала, определяется по формуле:

,

где - нормированная характеристика направленности облучателя; - величина амплитуды напряжённости поля у вершины зеркала.

Так как формируемая зеркалом волна на участке зеркало - поверхность раскрыва считается плоской (рис. 4), то амплитуда напряжённости поля, возбуждающего эту поверхность (), изменяется в соответствии с формулой, приведённой выше.

Рис. 4. Распределение амплитуды в раскрыве зеркала.

Поэтому отношение

приближённо есть амплитудное распределение возбуждающего поля. Это распределение удобно изобразить в виде графика и рассматривать как функцию относительного переменного радиуса раскрыва или угла зрения на зеркало .

Напомним, что для построения амплитудного распределения необходимо знать аналитическое выражение, характеризующее направленные свойства облучателя (в расчёте предлагается в качестве облучателя использовать рупор пиромидоидальной структуры).

Нормированная характеристика направленности излучающей поверхности с косинусоидальным распределением возбуждающего поля в плоскости H определяется выражением:

,

где - величина большей стенки раскрыва рупора; - волновое число (). Важно отметить, что под углом Q подразумевается угол - угол зрения на эквивалентный параболоид (). При построении амплитудного распределения необходимо подобрать такой размер облучающей поверхности, чтобы величины амплитуды поля на краю раскрыва зеркала примерно составила 0,316.

Графическое представление амплитудного распределения поля в раскрыве эквивалентного зеркала представлено на рис. 5.

Как видно из графика, при угол зрения на эквивалентное зеркало максимален, . Нетрудно решить обратную задачу по подбору размера a рупора (график, естественно, построен с учётом требуемого a). По известному распределению амплитуды в раскрыве зеркала [1] строят график распределения в пространстве, иными словами диаграмму направленности с учётом влияния характеристик направленности облучателя.



Рис. 5. Распределение амплитуды в раскрыве зеркала, аппроксимирующая функция.

Пунктир на рис. 5 - аппроксимирующая функция:

,

где - координата, отложенная по радиусу раскрыва эквивалентного зеркала. Вместо переменной (выразив через тригонометрические функции) можно подставлять в формулу значение переменной Q - угла зрения на эквивалентное зеркало, тогда аппроксимирующая функция примет вид:

,

где а - расстояние между точкой на раскрыве зеркала при максимальном значении () и фокусом эквивалентного зеркала. Именно по конкретному виду аппроксимирующей функции определяется диаграмма направленности антенны (т. е. соответствующее ей аналитическое выражение). Как видно из графика, самое большое отклонение значения функции распределения амплитуды в раскрыве зеркала от аппроксимирующей функции приходится на 0,4 радиана (22,9 градуса). И составляет примерно: 0,65 - 0,59 = 0,06, что соответствует отклонению в 6%. На основании этого можно сделать вывод, что поскольку отклонения функции распределения амплитуды в раскрыве зеркала от аппроксимирующей функции не превышают 7% (обычно отклонение допускается в пределах 5…7%) и составляет 6%, можно полагать, что диаграмма направленности антенны соответствует закону:

.

4. Диаграмма направленности всей антенны

Анализируя амплитудное распределение поля в раскрыве зеркала согласно [1, стр. 170, таблица 7.2], можно сделать следующие выводы:

Диаграмма направленности всей антенны будет определяться по формуле:

,

где

- множитель системы, и - функции Бесселя (первого и второго порядка соответственно);

- волновое число.

Диаграмма направленности антенны изображена на рис. 6 (логарифмическая шкала):

Рис. 6. Диаграмма направленности антенны (логарифмическая шкала).

Как видно из графика ширина диаграммы направленности на уровне 0,7 составляет примерно 0,003 радиан, что соответствует 0,171 (это хорошо заметно на рис. 7). Данное значение соответствует достаточно узкой диаграмме направленности. Стоит заметить, в системах радиотелескопов ширина диаграммы направленности измеряется с точностью до секунды, как правило, она уже 1. Не маловажен тот факт, что такой узкой диаграмме направленности (а значит высокому КНД, либо G) соответствуют большие размеры зеркала.

Уровень первого бокового лепестка (см. рис. 7) составляет -21,9 дБ (20 логарифмов по напряжённости поля), если сравнивать полученное значение с [1], (где ), то разницу в 0,3 дБ можно не учитывать.

Диаграмма направленности всей антенны (обычная, нормированная) изображена на рисунке 7.

Рис. 7. Диаграмма направленности антенны.

Согласно [1, стр. 170, таблица 7.2], уровню амплитуды 0,316 на краю зеркала соответствует ширина диаграммы направленности по половинной мощности (приближённая формула):

5. Выбор типа волновода, определение размеров элементов фланца

Поскольку в курсовом проекте предлагается в качестве облучателя использовать пирамидальный рупор (меньшее сечение в форме прямоугольника), целесообразно в качестве соединителя рупора и волновода использовать дроссельно-фланцевое соединение.

Согласно заданию длина волны в свободном пространстве составляет 2,2 см, что соответствует частоте 13,636 ГГц. Пользуясь справочными данными [3, Приложение 1, таблица 1], можно выяснить, что данной частоте соответствует волновод типа МЭК-140 со следующими характеристиками (Таблица 1):

Таблица 1

Внутренние размеры, мм	Толщина стенок, мм	Затухание для медных стенок	Мощность пробоя, кВт
а	b		f, ГГц	, дБ/м
15,799	7,899	1,015	14,2	0,176	560

Стоит отметить (в силу того, что в крупных системах космической связи используются довольно большие мощности), что при передаче по волноводу большой мощности может возникнуть высокочастотный пробой волновода, нарушающий режим работы не только волновода, но и генератора. Следовательно, для данного типа волновода нельзя превышать передаваемую мощность более чем 560 кВт.

Как уже выше отмечалось (рис. 9), рупор соединяется с волноводом стандартным фланцевым соединителем, размеры которого приводятся в, таблице 2, [3].

Рис. 9



6. Точность выполнения, технология изготовления и материалы рефлекторов

Изготовить зеркальную антенну, профиль которой полностью соответствовал бы выражениям, описывающим параболоид, невозможно, так же как невозможно сделать какое-либо устройство с абсолютной точностью.

Рассмотрим, как влияет отклонение формы поверхности зеркала от параболоида на характеристики антенны. Из анализа хода лучей в параболическом рефлекторе (рис. 10) видно, что в результате отклонения формы поверхности изменяется расстояние, преодолеваемое лучами 1 и 2 от точки А до прямой БВ. В результате электромагнитное поле в раскрыве антенны оказывается несинфазным (возникают фазовые ошибки).



Рис. 10

Эти ошибки приводят к ухудшению практически всех электрических характеристик антенны:

1. Расширяется главный лепесток диаграммы направленности, и, как следствие, падает усиление антенны.

2. Увеличивается уровень бокового излучения.

3. Растет кроссполяризационная составляющая.

Кроме этого, при эксплуатации антенной системы возникает ряд нежелательных эффектов, приводящих к отклонению формы поверхности зеркала: деформация антенны под действием ветровой нагрузки; воздействие силы тяжести, приводящее к провисанию кромок зеркала, т.е. к его деформации; неравномерный нагрев поверхности зеркала под действием солнечных лучей, также приводящий к деформации (перепад температур между поверхностью, ориентированной к Солнцу, и поверхностью, ориентированной в область тени, может составлять до 15 °С).

Суммарное отклонение профиля антенны определяется действием всех перечисленных факторов. Для индивидуальной зеркальной спутниковой антенны отклонение формы поверхности величиной 2 мм приводит к снижению коэффициента усиления приблизительно на 10 %. У лучших современных антенн, предназначенных для диапазона 10-12 ГГц, суммарное отклонение не превышает 0,5 мм. Для антенн с малой кривизной зеркала обеспечить высокую точность поверхности гораздо легче, чем для глубоких зеркал.

Рефлекторы могут быть:

1. Сплошные.

2. Перфорированные.

3. Сетчатые.

Определенный интерес вызывают перфорированные рефлекторы. Они представляют собой зеркало, по всей поверхности которого расположены отверстия. В случае, если их диаметр много меньше длины волны, то эти отверстия не оказывают никакого отрицательного влияния на отражающую способность поверхности (при высоком качестве изготовления), т. к. будут представлять собой волновод с размером менее критического, и практически вся падающая волна будет отражаться. Достоинством таких рефлекторов являются меньшие ветровые нагрузки и масса, а также то, что они мало задерживают влагу. Считается, что перфорированные рефлекторы лучше вписываются в архитектурный стиль исторических районов города.

Рефлекторы должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1. Отражающая поверхность должна соответствовать разработанной форме и оставаться неизменной в течение всего срока эксплуатации.

2. Индивидуальные антенны должны иметь достаточно простую конструкцию.

На срок службы рефлектора, в основном, влияет конструкция, материал и способ изготовления. Антенна функционирует с заданными параметрами, пока она новая, но с течением времени, по мере воздействия внешних факторов, эффективность ее работы снижается. При расчетах и изготовлении рефлектора должны быть учтены допуски на расширение и сжатие материала, из которого он изготовлен, обусловленные воздействием ветра, тепла, коррозии и других факторов внешнего воздействия. Рефлектор - это наиболее критичный компонент приемного комплекса.

При изготовлении зеркал параболических антенн наибольшее распространение в настоящее время получили методы раскатки и штамповки металла, а также горячей прессовки композитных материалов (различных пластиков).

Выбор технологии производится в зависимости от диаметра зеркал и особенностей формы их рабочей поверхности. Кроме того, на него влияет наличие производственной базы и объем выпуска. При изготовлении металлических рефлекторов чаще всего используются различные виды листовой штамповки: вытяжка с утонением и без утонения, штамповка взрывом, резиновым пуансоном и др. Очевидно, что применение каждого из этих методов должно быть обосновано с экономической точки зрения.

Снизить стоимость оборудования при обработке давлением позволяет использование гидравлической вытяжки и штамповки взрывом. Ведутся работы по применению штамповки резиной для формовки зеркал параболических антенн. Желание избавиться от одного из жестких элементов штампа обусловлено сложностью изготовления и дороговизной крупногабаритной стальной детали (пуансона) параболической формы. При использовании указанных способов штамповки шероховатость поверхности зеркала доводится до допустимой величины путем обработки листовой заготовки, так как при последующей формовке она остается неизменной.

На холодной деформации листовой заготовки основана и ротационная раскатка, выполняемая стальными роликами по деревянной или металлической форме. Достигаемая при этом точность составляет ±0,1 мм. Процесс ведется либо на универсальных станках, либо на специальных приспособлениях. При этом должно быть обеспечено оптимальное давление раскатников на металл, которое подбирается экспериментально: при малых не происходит равномерной раскатки, при больших же появляется шелушение металла на поверхности из-за высоких внутренних напряжений в поверхностном слое.

При изготовлении зеркал параболических антенн получило распространение и литье. Оно позволяет выполнить заготовку зеркала с крепежными элементами конструкции, обеспечивающими его механическую прочность. Недостатками являются высокая стоимость форм (используется чаще всего литье под давлением) и необходимость доводки зеркала по шаблону.

Интересен метод формирования параболического зеркала во вращающейся (со скоростью до 1000 об/мин) круглой емкости с расплавленным металлом. Под действием вихревых токов металл (как правило, алюминий) расплавляется в ванне, после чего она приводится во вращение. Под действием центробежных сил поверхность металла приобретает форму параболоида. Затвердевание следует проводить в процессе вращения, как можно быстрее понижая температуру ванны, чтобы избежать искажения заготовки. Параметры параболического зеркала варьируются размерами ванны и скоростью вращения.

Материал, из которого изготовлено зеркало антенны, во многом определяет ее характеристики и гарантийный срок эксплуатации. В настоящее время антенны выполняют из стали, алюминиевого сплава и пластика. Стальные и алюминиевые рефлекторы имеют хорошие электрические и механические характеристики. Одним из существенных преимуществ таких рефлекторов (особенно стальных) является невысокая стоимость.

Стеклопластиковые рефлекторы изготавливаются путем проклеивания многих слоев стеклоткани. Далее поверхность оклеивается алюминиевой фольгой. Основным недостатком таких антенн является нарушение геометрии зеркала, так как клеевые структуры со временем теряют свою форму, коробятся, особенно под воздействием солнечных лучей.

Антенны из литого термопластика изготавливаются следующим образом. На полученную методом прессования чашеобразную заготовку наносят трехслойное покрытие: грунт, токопроводящую никелевую краску и защитный лак. Иногда в пластик добавляют металлический порошок-наполнитель либо армируют проволочной сеткой.

Заключение

Проведя расчёт двузеркальной антенны по схеме Кассегрена, был собран общий материал по расчёту зеркальных антенн (на основе его многозеркальных), распределены основные этапы производства зеркальных антенн (основные технологические особенности). Характеристики полученной антенны приведены ниже:

1. Диаметр большого зеркала .

2. Диаметр малого зеркала .

3. Облучатель рупорный, пирамидальный.

4. Уровень первого бокового лепестка, -21,5.

5. Коэффициент усиления .

6. Коэффициент использования поверхности .

7. Коэффициент полезного действия .

8. Ширина диаграммы направленности по уровню -3дБ: 0,171.

9. Максимальная подводимая мощность: 560 кВт.

10. Диапазон: 2,2 см.

11. Величина спада амплитуды на раскрыве зеркала 0,316 (по нормированной характеристике).

В настоящее время производится большое количество самых разнообразных антенн. Около 15 видов из них только зеркальные, не говоря уже о микрполосковых элементах и диэлектрических антеннах. Но стоит отметить, что многозеркальные антенны (например, по схеме Кассегрена), в своей специальной области - радиотелескопия, в настоящий момент, аналогов не имеют. Дело в том, что при достаточно больших размерах (от 50 см до 70 метров, не говоря уже о составных), антенна способна обеспечить очень узкую диаграмму направленности, порядка нескольких секунд (игольчатые диаграммы), что, практически, не реально реализовать на обычных СВЧ (либо УКВ) антеннах.

Список используемой литературы

1. Кочержевский Г.Н. Антенно-фидерные устройства. М., "Связь", 1972.

2. Уколова Г.Г. Передающие линии СВЧ, учебное пособие. Владивосток, 1997.

3. Уколова Г.Г. Антенны и устройства СВЧ, методическое пособие для специальностей 2011 и 2008. Владивосток, 2002.

Приложение А. Профили сечения малого и большого зеркал и эквивалентной параболы

Приложение Б. Эскиз антенны

Размещено на Allbest.ru

...