Электротехника \ Антенны и устройства СВЧ

Расчет малошумящей однозеркальной антенны, страница 2

Чаще всего в сантиметровом диапазоне волн и высокочастотной части дециметрового диапазона в качестве фидерных линий используются прямоугольные волноводы. Выберем волновод в соответствии с заданной частотой, используя литературу [3](стр.115,табл.3.11). Тип волновода- 1531 ЕС, для заданной частоты выбираем волновод R26, который имеет рабочий диапазон частот от 2,17 до 3,30 ГГц.

Внутренние размеры волновода

Используя ту же литературу, находим погонное затухание,которое задано на частоте f=2,61 ГГц

Рабочую длину волны находим по известной формуле:

(1.1)

Радиус апертуры параболического зеркала можно считать равным.

(1.2)

Среднеквадратическое уклонение профиля зеркала.

(1.3)

Длина фидерной линии берется равной четырем радиусам:

(1.4)

Температуру шумов фидерного тракта приблизительно можно определить исходя из формулы (1.5).

(1.5)

Для коэффициента полезного действия:

(1.6)

3.2 Оптимизация геометрии антенны

Конструкция современных больших однозеркальных антенн предполагает размещение приемного устройства в непосредственной близости к облучателю, что вызвано необходимостью максимально возможного сокращения длины фидерной линии.

В данном пункте необходимо максимизировать параметр .

Формула, которого приведена ниже (2.2). Предварительно необходимо найти фиксированную величину Т1 (слагающая общей шумовой температуры системы), а величиной зададимся равной 0.025

Т0- яркостная температура земли

Аппаратурная кабина

Опора

Облучатель

Зеркало

Поворотное

устройство

Рис.2.1 Конструкция однозеркальной антенны.

(2.1)

Максимизацию будем производить с помощью таблицы 2.1

Таблица 2.1 Значения величины ga1

y0 град	N=2	N=4	N=6	N=8
20	0.172	0.255	0.352	0.428
25	0.251	0.382	0.508	0.585
30	0.340	0.512	0.625	0.705
35	0.459	0.628	0.724	0.78
40	0.550	0.715	0.785	0.82
45	0.637	0.777	0.832	0.8
50	0.718	0.815	0.805	0.758
55	0.774	0.825	0.765	0.685
60	0.815	0.8	0.705	0.608
65	0.830	0.745	0.622	0.518
70	0.825	0.677	0.536	0.44
75	0.790	0.6	0.46	0.374
80	0.735	0.552	0.385	0.322
85	0.608	0.445	0.328	0.280
90	0.575	0.38	0.275	0.273

Теперь, выбирая значения n от 2 до 6 находим максимум ga1, и угол a при этом максимуме и вычисляем g- отношение сигнал/шум.

(2.2)

Оптимальное значение n и ga1 выбирается исходя из следующих соображений.

При больших углах получаются более глубокие и тяжелые зеркала, а при малых углах облучения рупорные облучатели становятся слишком большими, что вызывает увеличение рассеяния мощности в боковые лепестки.

Таким образом, оптимальное значение получилось:

Теперь можно рассчитать эффективность облучателя,

(2.3)