Расчет малошумящей однозеркальной антенны, страница 4

 

      Рис 7.1 Графики аппроксимирующих функций при различных значениях Р.

   При визуальном анализе этих графиков, видно что, точнее всего графику 12 соответствует Ер3 то есть  при   

3.8 Расчет нормированной диаграммы направленности антенны в области малых углов и нахождение диаметра зеркала

Зная параметры аппроксимирующего выражения Es(p), то есть D и R можно построить ДН антенны в функции параметра  

                                                                                                                  (8.1)

                                      (8.2)

Значения функции L берется из таблицы (8.1), которая приведена ниже

 

   Таблица 8.1 Значения функций  L1(Z) и  L2,5(Z) в зависимости от параметра Z

Z	L1(Z)	L2,5(Z)
0	1	1
1	0.88	0.939
2	0.576	0.773
3	0.226	0.549
4	-0.033	0.322
5	-0.131	0.14
6	-0.0922	-0.025
7	-0.0134	-0.023
8	0.05866	-0.027
9	0.0545	-0.011
10	0.00869	0.0028
11	-0.0321	0.0082
12	-0.0372	0.0054
13	-0.0108	-0.00007
14	0.0191	-0.0031
15	0.0274	-0.0028
16	0.0113	0.0005
17	-0.0115	0.0013
18	-0.0209	0.0015
19	-0.0111	-0.0005
20	0.0067	-0.0006
21	0.0163	-0.0009
22	0.0107	0.0004

Расчет функции Fn представим в виде таблицы :

   Таблица 8.2

Z	Fn	FnL
0	1	0
1	0.904	-0.88
2	0.65	-3.74
3	0.348	-9.16
4	-0.101	-19.88
5	-0.033	-29.58
6	-0.057	-24.91
7	-0.02	-34.11
8	0.03	-30.346
9	0.28	-30.911
10	0.01	-39.931

11	-0.012	-38.26
12	-0.019	-34.524

13	-0.00077	-42.21
14	0.00077	-42.21
15	0.014	-37.24
16	0.0068	-43.26
17	-0.0048	-46.36
18	-0.011	-39.56
19	-0.0063	-44.013
20	0.002	-51.12
21	0.0082	-41.69
22	0.0058	-44.65

  Где  —логарифмическая форма функции Fn.                      (8.3)

Графики функций  приведены на графиках

Рис 8.1 График зависимости функции Fn от параметра Z

 

Рис 8.2 График зависимости функции FnL от параметра Z

Теперь имея в распоряжении график диаграммы направленности в функции Z  можно определить ширину главного лепестка диаграммы направленности V1 :

 Значение координаты Z на уровне 0.707:                     

Так как синус малых углов приблизительно равен самим углам то ширина главного лепестка диаграммы направленности равна:

                                                                                                            (8.4)                                                                           

    

 3.9  Вычисление параметров антенны

После расчета нормированной диаграммы направленности необходимо определить несколько важных параметров антены:

Коэффициент расширения луча:

                                                                         (9.1)                                                            

Где V1- ширина главного лепестка диаграммы направленности в градусах:

Максимальный уровень боковых лепестков диаграммы направленности (УБЛ) определяется непосредственно из графика рис.8.2.  Он представляет собой максимальный уровень первого бокового лепестка относительно максимума основного лепестка выраженного в децибелах.

Полезно также сравнить апертурные коэффициенты использования площади;

                                                         (9.2)

и тот который рассчитан в пункте 2:

      

Мы видим что коэффициенты  имеют незначительные расхождения, но эти расхождения незначительны.

3.10  Построение профиля зеркала

Теперь построим профиль зеркала по формуле (10.1)

Зададим пределы координате Х:

   

                                                                                                                 (10.1)                                                                                      

 

 

                     Рис 9.1 Профиль зеркала

3.11  Обобщение результатов

Обобщим результаты всего курсового проекта и представим основные рассчитанные параметры антенны в виде  таблицы.

 Таблица 11-1

Название величины	Обозначение	Вычисленное значение
Радиус апертуры параболического зеркала	R	1.293 м
Среднеквадратическое уклонение профиля зеркала.	sD	0.00181
Длина фидерной линии	Lф	5.172 м
Температура шумов фидерного тракта	Tаф	4.78
Коэффициент полезного действия	h	0.984
Эффективность облучателя	a1	0.938
Апертурный КИП	g	0.88
Уровень облучения края зеркала	m	0.108
Фокусное расстояние	f	1.242 м
Шумовая температура антенны	Та	43.14 к
Шумовая температура системы	Т	63.14 к
Коэффициент использования площади	Ku	0.164