Расчет антенны, предназначенной для системы спутникового телевидения, страница 3

Теперь зная угол раскрыва в Н - плоскости аналогичным способом, как для Е - плоскости, рассчитаем ДН облучателя. Подставляя в выражение (4) данные для Н - плоскости получим:

,                                           (6)

где  – нормированная координата.

       Требуемые ДН облучателя в плоскостях Е и Н изображены на рисунках 5 и 6 соответственно

Рисунок 5.Нормированная ДН облучателя в Е - плоскости.

Рисунок 6.Нормированная ДН облучателя в Н - плоскости.

4 ВЫБОР ОБЛУЧАТЕЛЯ.

          Облучатель зеркальной антенны является важнейшим её элементом, во многом определяющим характеристики антенной системы в целом [3]. Он представляет собой небольшую антенну, которая должна удовлетворять следующим основным требованиям:

1)  Обеспечивать рассчитанную ДН в секторе углов , имеющую минимальный уровень боковых лепестков.

2)  Иметь минимальные поперечные размеры для снижения затенения раскрыва.

3)  Иметь устойчивый общий фазовый центр в двух плоскостях, совмещаемого с фокусом параболоида вращения.

4)  Иметь электрическую прочность, достаточную для пропускания полной рабочей мощности в импульсе.

5)  Иметь требуемый диапазон рабочих частот.

6)  Иметь небольшой вес и достаточную механическую прочность креплений.

7)  Обеспечивать необходимую стойкость к воздействию метеоусловий и  возможность полной герметизации фидерного тракта.

На практике нашли применение следующие типы облучателей:

1)  Вибраторные.

2)  Волноводно-рупорные.

3)  Щелевые.

По техническому заданию требуется чтобы поле излучения имело круговую поляризацию поля. Для этого можно применять облучатели с круговой поляризацией – скрещенные вибраторы, эллиптический волновод (или рупор), спиральные антенны. Но в случае вибраторных и спиральных антенн неудобно питание антенн в заданном диапазоне длин волн. Круглые волноводы трудно рассчитывать и их стараются не применять на практике, поэтому будем использовать прямоугольный рупорный облучатель с поляризатором в раскрыве. Конструкция поляризатора описывается ниже.

5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РУПОРНОГО ОБЛУЧАТЕЛЯ.

Выберем и осуществим расчет облучателя в виде пирамидальной рупорной антенны, обозначив геометрические параметры ее через

                 – размеры прямоугольного волновода;

                  – размеры раскрыва рупора;

Длина рупора описывается двумя размерами:

 – расстояние от центра раскрыва до горловины рупора, одинаковое в обеих плоскостях Е и Н;

 – длины рупора в Е - и Н - плоскостях (расстояние от центра раскрыва до точек, в которых сходятся ребра грани рупора в Е - и Н - плоскостях).

По техническому заданию требуется, чтобы поле излучения имело горизонтальную поляризацию поля. Для этого необходимо устанавливать облучатель таким образом, чтобы вектор Е был ориентирован по горизогтали.

Расчет рупорной антенны сводится к расчету ее геометрических размеров:  и .

Размеры раскрыва  выбирают на основе найденных ранее ДН  в двух плоскостях. Для этого по графикам определим ширину ДН по уровню 0.707(или -3дБ) (по половинной мощности): . Как известно размеры  связаны с  приближенными соотношениями: