Проектирование однозеркальной передающей антенны, выполненной в виде параболоида вращения, и с рупорным типом облучателя

Страницы работы

Содержание работы

Федеральное агентство по образованию РФ

Рязанский государственный радиотехнический университет

Кафедра РУС

Курсовая работа

По дисциплине «Устройства СВЧ и антенны»

на тему

«Однозеркальная передающая антенна»

Выполнил ст. гр. 410

Александров Н.С.

Руководитель

Рубцов А. В.

Рязань 2007

 


Содержание

 
 
1. Введение

 
2. Расчет параметров и характеристик антенны

 Приближенный расчет размеров антенны

 
1. Выбор формы излучающей поверхности и профиля зеркала

 
2. Выбор типа облучателя

3. Выбор угла раскрыва зеркала Ψб

 
 
4. Выбор желаемого распределения поля на излучающей поверхности                  проектируемой антенны

 
5. Расчет диаметра большого зеркала

6. Расчет размеров излучающей поверхности облучателя

7. Расчёт остальных размеров облучателя

 
 
8. Расчет распределения поля на излучающей поверхности антенны
и его аппроксимация

 
Расчет электрических характеристик антенны и уточнение ее размеров

 
1. Расчет характеристики направленности антенны

 
2. Расчет коэффициента направленного действия антенны

3. Расчет коэффициента бегущей волны в волноводе антенны

 
 
3. Заключение

 
4. Приложение

5. Список использованной литературы


1.  Введение

Зеркальными антеннами называются антенны, у которых поле в раскрыве формируется в результате отражения электромагнитной волны от металлической поверхности специального рефлектора (зеркала). Источником электромагнитной волны обычно служит какая-нибудь небольшая элементарная антенна, называемая облучателем. Облучатель помещается в фокусе параболоида вращения. Принцип действия антенны отражен на рис 1.

Рис. 1.

                            1-зеркало   2-облучатель  3-ДН облучателя   4-ДН зеркала                        

                                   5-плоский фронт волны отраженной от зеркала

Электромагнитная волна, излученная облучателем, достигнув проводящей поверхности зеркала, возбуждает на ней токи, которые создают вторичное поле, обычно называемое полем отраженной волны. Для того чтобы на зеркало попадала основная часть излученной электромагнитной энергии, облучатель должен излучать только в одну полусферу в направлении зеркала и не излучать в другую полусферу. Такие излучатели называют однонаправленными.

Зеркальные антенны являются наиболее широко распространенным типом антенн в дециметровом и особенно в сантиметровом диапазонах волн. Такое широкое применение зеркальных антенн объясняется относительной простотой их конструкции, возможностью получения диаграммы направленности (ДН) почти любого типа из применяемых на практике, высоким КПД, малой шумовой температурой и т. д. Зеркальные антенны легко позволяют получить равносигнальную зону, а некоторые их типы могут применяться для быстрого перемещения (качания) ДН в пространстве без заметных искажений её формы в значительном секторе углов

Зеркальные антенны являются наиболее распространённым типом антенн, используемых для радиотелескопов и антенн с очень большой направленностью, применяемых для целей космической связи.

Широко используются зеркала с параболической формой поверхности (параболоид вращения, усечённый параболоид вращения, параболический цилиндр), также распространены сферические зеркальные антенны, двухзеркальные антенны.     

2. Расчет параметров и характеристик антенны.

Приближенный расчет размеров антенны

1.  Выбор формы излучающей поверхности и профиля зеркала

Для получения максимального КНД и наиболее узкой ДН зеркальной антенны поле на поверхности ее раскрыва  должно быть синфазным и равноамплитудным. Синфазность поля  обеспечивается выбором поверхности зеркала, а равенство амплитуд - выбором ширины ДН облучателя.

2. Выбор типа облучателя.

У зеркальных антенн используются 2 типа излучателей:

   -рупорные

   -вибраторные (щелевые)

Сравним эти два излучателя:

          1. Предельная мощность излучения

                    Рупорный - очень большая

                    Вибраторный - намного меньше

          2. Теневой эффект облучателя

                    Рупорный - большой

                    Вибраторный - очень маленький

          3. Полоса рабочих частот

                    Рупорный - большая

                    Вибраторный - значительно меньше

          4. Возможность регулирования ширины ДН облучателя.

                    Рупорный - легко регулируется

                    Вибраторный - почти не регулируется

Т.к. по назначению антенна - передающая, то облучатель выберем исходя из максимальной излучаемой мощности, т.е возьмем рупорный облучатель.

3.  Выбор угла раскрыва зеркала Ψб

Угол раскрыва зеркала однозеркальной антенны с рупорным типом облучателея обычно находится в пределах от 100 до 200 °.

Выберем угол раскрыва зеркала равным 120 °.

          4. Выбор желаемого распределения поля на излучающей поверхности проектируемой антенны.

Основные электрические характеристики антенны определяются ее размерами и распределением амплитуды поля на ее излучающей поверхности. Поэтому размеры антенны по заданным электрическим характеристикам невозможно определить, пока неизвестно распреде­ление амплитуды поля на излучающей поверхности. Но распределение амплитуды поля нельзя рассчитать, пока неизвестны размеры антенны. Поэтому сначала определяют желаемое распределение амплитуды поля на излучающей поверхности проектируемой антенны, исходя из ее назначения.

Похожие материалы

Информация о работе