Рефлекторная параболическая антенна
Определение причин широкого использования зеркальных антенн. Выбор геометрических размеров параболического зеркала. Определение угла раскрыва антенны. Выбор размеров контррефлектора и облучателя. Произведение расчета диаграммы направленности антенны.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.10.2016 |
| Размер файла | 679,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» Институт радиоэлектроники и информационных технологий Кафедра «Высокочастотных средств радиосвязи и телевидения»
КУРСОВАЯ РАБОТА
РЕФЛЕКТОРНАЯ ПАРАБОЛИЧЕСКАЯ АНТЕННА
Преподаватель Баранов С.А.
Студент Ермолаем М.С.
Номер группы РИЗ-430503
Екатеринбург 2016
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ВЫБОР ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ПАРАБОЛИЧЕСКОГО ЗЕРКАЛА
ВЫБОР ОБЛУЧАТЕЛЯ, И ЕГО РАСЧЕТ
РАСЧЕТ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Техническое задание
Исходные данные:
1. Частота f= 4 ГГц;
2. Ширина диаграммы направленности в вертикальной плоскости ? OE0.5 = 4 и горизонтальной плоскости ? OH0.5 =2 по уровню - 3 дБ, в градусах;
3. Уровень боковых лепестков -23 дБ;
4. Тип облучателя: Вибратор с контррефлектором;
5. Форма раскрыва: прямоугольник;
6. Мощность передатчика P = 2 кВт.
Введение
Антенной называется радиотехническое устройство, предназначенное для излучения или приема электромагнитных волн. Антенна является одним из важнейших элементов любой радиотехнической системы, связанной с излучением или приемом радиоволн. К таким системам относят: системы радиосвязи, радиовещания, телевидения, радиоуправления, радиорелейной связи, радиолокации, радиоастрономии, радионавигации и др. В конструктивном отношении антенна представляет собой провода, металлические поверхности, диэлектрики, магнитодиэлектрики.
Зеркальные антенны являются наиболее распространенным типом направленных антенн в сантиметровом, дециметровом и, отчасти в метровом диапазонах волн. Широкое использование зеркальных антенн объясняется простотой конструкции, возможностью получения почти любого применяемого на практике диаграммы направленности, высоким коэффициентом полезного действия, малой шумовой температурой, хорошими диапазонными свойствами и т.д. В радиолокационных применениях зеркальные антенны позволяют легко получить равносигнальную зону, допускают одновременное формирование суммарных и разностных диаграмм направленности общим зеркалом. Некоторые типы зеркальных антенн могут обеспечивать достаточно быстрое качание луча в значительном секторе углов. Зеркальные антенны являются также наиболее распространенным типом антенн в космической связи и радиоастрономии.
????? ?????????????? ???????? ??????????????? ???????
Длина волны заданной частоты в свободном пространстве:
л=С/f=7.5 см
Волновое число:
k=2р/ л = 83.8 1/м
Антенна представляет собой несимметричную вырезку из параболоида с прямоугольным раскрывом (Рис. 1).
Рис. 1
Вертикальный размер зеркала:
B=70 л/? OE0.5=1312,5 мм
Горизонтальный размер зеркала:
A=70 л/? OH0.5=2625 мм
Угол раскрыва антенны в плоскости E примем равным
Ш0E= 60 градусов,
тогда фокусное расстояние будет равно:
f=B/(4tg* Ш0E/2)=570 мм
Угол раскрыва антенны в плоскости H при этом будет равен
Ш0H = 70 градусов.
Глубина зеркала:
Z0=(B/2)2/4f=170 мм
Выбор облучателя и его расчет
а) выбор размеров облучателя
Рисунок 2 Выбор размеров контррефлектора и облучателя
В результате при заданной частоте (л=0.075м) рассчитаем значение диаметра:
D=0.815• л /4=0.015м,
d = л /4=0.018м.
б) Расчет диаграммы направленности облучателя.
в любой точке пространства поле будет определяться как сумма полей обоих вибраторов и может быть рассчитано умножением диаграммы одиночного полуволнового симметричного вибратора F1(и) на множитель решетки F2(и):
Рисунок 3 Зеркальное изображение вибратора с контррефлектром в виде диска
После преобразования множитель решетки имеет вид:
F2(и) =2cos [900(1-cos(и))]
Для одиночного, горизонтально расположенного вибратора диаграмма направленности горизонтальной плоскости определяется выражением:
Окончательно диаграмму направленности в горизонтальной плоскости вибратора с контррефлектором можно записать в виде:
Рисунок 4 Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости контррефлектора
Диаграмма направленности системы в вертикальной плоскости определяется одним только множителем F2(и), так как излучение одиночного горизонтального вибратора в этой плоскости ненаправленное, представлена на рисунке 5.
Расчет диаграммы направленности антенны
антенна зеркальный параболический контррефлектор
Оптимальный угол раскрыва зеркала
Если диаграмма направленности облучателя в пределах главного лепестка апроксимируется функцией:
, где n - целое число.
Выбор оптимального угла раскрыва антенны
Площадь раскрыва антенны
S=AB=3.44 кв.м
Коэффициент усиления антенны
G=(2рS/л2)* н=201=23 дБ
н - коэффициент использования зеркала, который показывает насколько эффективно используется вся поверхность зеркала, обычно составляет 0.64ч0.65 (0.7).
p=2f/cos(мм
Диаграмма направленности антенны в вертикальной и горизонтальной плоскости представлены на рисунках 14 и 15.
Рисунок 14 Диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости.
Рисунок 15 Диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости
Заключение
В результате выполнения курсового проекта проведена разработка параболической антенны РЛС с частотой 4ГГц.
Проведен анализ выбора типа облучателя для данной рабочей частоты антенны, построена диаграмма направленности облучателя в различных плоскостях. Подобраны и рассчитаны геометрические размеры зеркала.
Оптимизирована диаграмма направленности антенны с выбранным облучателем. В итоге можно сказать, что данная антенна удовлетворяет всем предъявленным требованиям. Данная антенна может быть использована и на более высоких частотах.
Список литературы
1. Антенные решетки. Рефлекторные антенны. Антенны для телерадиовещания и базовых станций: Методические указания и задания к курсовому проектированию для студентов очно-заочной и заочной форм обучения специальности «Радиотехника». / С.А. Баранов. Екатеринбург: ФГАОУ ВПО УРФУ, 2013. 51 с.
2. Антенны и устройства СВЧ: Методическое руководство к выполнению курсовой работы по дисциплине "Антенны и устройства СВЧ" для студентов специальности 200700 "Радиотехника" дневной ускоренной и вечерней форм обучения / Воронежский государственный технический университет; Сост. Федорова З.Н.. Воронеж, 1986. 40 с.
3. СТП ВГТУ 005-2007. Курсовое проектирование. Организация, порядок, оформление расчетно-пояснительной записки и графической части.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Геометрический расчет основных размеров облучателя. Определение геометрических размеров параболического зеркала. Расчет ДН облучателя, поля в апертуре и ДН зеркала, конструкции антенны. Выбор фидерного тракта. Расчет диаграммы направленности антенны.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 27.12.2011Применение и устройство зеркальных параболических антенн, их преимущества и недостатки. Выбор геометрических размеров рупорного облучателя и зеркала. Построение диаграммы направленности антенны. Расчет фидерного тракта, вращающихся сочленений и узлов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 20.02.2013Характеристика методов и этапов расчета антенны, предназначенной для радиолокационного спидометра. Выбор формы раскрыва зеркала и функции амплитудного распределения поля в раскрыве зеркала. Расчет размеров раскрыва. Выбор и проектирование облучателя.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 09.11.2010Определение элементов конструкции антенны. Выбор геометрических размеров рупорной антенны. Определение типа возбуждающего устройства, расчет его размеров. Размеры раскрыва пирамидального рупора. Расчет диаграммы направленности и фидерного тракта антенны.
курсовая работа [811,9 K], добавлен 30.07.2016Разработка параболической антенны РЛС с частотой 1.2 ГГц. Проведение анализа выбора типа облучателя для данной рабочей частоты антенны. Построение диаграммы направленности облучателя в различных плоскостях. Подбор и расчет геометрических размеров зеркала.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 03.01.2009Расчёт размеров зеркала, фокусного расстояний, угловых размеров. Конструктивный расчет однозеркальной антенны с линейной поляризацией. Расчет рупорного облучателя, геометрических размеров параболоида вращения и диаграммы направленности антенны.
курсовая работа [461,6 K], добавлен 26.11.2014Обоснование выбора облучателя, его виды. Определение геометрических параметров двухзеркальной антенны. Расчет диаметра раскрыва основного зеркала, фокусного расстояния и профилей зеркал. Расчет показателей облучателя и диаграммы направленности антенны.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.07.2012Выбор функции амплитудного распределения поля в раскрыве зеркала. Расчёт размеров раскрыва, ДН и размеров облучателя. Расчёт реального распределения поля и ДН зеркала. Выбор фидерного тракта. Коэффициент направленного действия зеркальной антенны.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 05.12.2013Расчет диаграммы направленности волноводно-щелевой антенны, геометрических размеров и характеристик параболического отражателя; диаграммы направленности зеркальной антенны; элементов фидерного тракта; относительной погрешности ширины конструкции.
контрольная работа [486,4 K], добавлен 16.06.2013Область применения и описание строения зеркальных параболических антенн. Выбор типа зеркала, облучателя и тракта, канализирующего энергию к облучателю. Расчет фидерного тракта и его КПД, максимального КНД антенны и допусков на точность ее изготовления.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 27.10.2011Расчет металлопластинчатой антенны: определение размеров раскрыва излучателя, профиля линзы, нахождение параметров пирамидального рупора, выбранного в качестве облучателя. Расчет диаграммы направленности линзы. Вычисление относительной полосы пропускания.
курсовая работа [485,7 K], добавлен 17.10.2011Расчет геометрических и электродинамических параметров облучателя и параболоида; геометрических и электродинамических характеристик поля излучения. Определение параметров параболической антенны, ее конструкции и пространственной диаграммы направленности.
курсовая работа [397,5 K], добавлен 19.11.2010Расчет параболических зеркальных антенн. Расчет диаметров зеркал, фокусных расстояний и профилей зеркал. Расчет облучателя. Расчет характеристик антенны. Выбор схемы и расчет поляризатора. Выбор размеров волновода. Расчет возбуждающего устройства.
курсовая работа [720,5 K], добавлен 11.01.2008Расчет зеркальных параболических антенн, которые находят широкое применение в космических и радиорелейных линиях связи. Определение поля излучения параболической антенны апертурным методом. Шумовая температура фидерного тракта. Выбор конструкции зеркала.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 04.03.2011Расчет геометрических и электродинамических параметров облучателя и параболоида. Определение геометрических и электродинамических характеристик поля. Построение пространственной диаграммы направленности и определение параметров параболической антенны.
курсовая работа [366,6 K], добавлен 04.03.2011Особенности проектирования диэлектрических стержневых антенн. Построение диаграммы направленности антенны, расчет ее геометрических размеров. Разработка конструкции и выбор материала возбуждающего устройства. Достоинства и недостатки излучающей части.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 28.12.2014Описание характеристик антенны, предназначенной для радиолокационного обнаружения. Выбор формы и расчет амплитудного распределения поля раскрыва зеркала. Определение параметров облучателя и фидерного тракта. Конструкция антенны и согласующего устройства.
курсовая работа [514,1 K], добавлен 23.12.2012Сравнительный анализ осесиметрических двухзеркальных и однозеркальных антенн. Проведение расчета энергетических, электрических характеристик, фокусных расстояний, профилей большого и малого зеркала, диаметра облучателя и диаграммы направленности антенны.
курсовая работа [500,6 K], добавлен 23.01.2010Определение шумовой температуры фидерного тракта. Угол раскрыва и фокусное расстояние зеркальной антенны. Диаграммы направленности облучателя, распределение поля в апертуре зеркала. Сопоставление расчетного и заданного уровня боковых лепестков.
курсовая работа [572,6 K], добавлен 13.02.2011Расчет КПД фидера. Выбор типа и схемы питания приемной антенны, определение ее геометрических размеров и коэффициента усиления. Расчет диаграммы направленности антенны в горизонтальной и вертикальной плоскостях, коэффициента ее направленного действия.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.10.2011
