Расчет малошумящей однозеркальной антенны

         1.   Задание на курсовой проект

       Произвести расчет малошумящей однозеркальной антенны, удовлетворяющей следующим параметрам:

Рабочая частота:    

Средняя яркостная температура неба:     

Температура шумов приемника:   

 Ширина диаграммы направленности:    

Относительная точность выполнения профиля зеркала: 

                         Патентно-информационный поиск

5А344 Усовершенствованная зеркальная антенна образующая нули диаграммы направленности.  Reconfigurable reflector antenna producing pattern nulls / Mon K.A. D., Clarrico asts P.J. // IEE Proc, Micro waves,  Antennas and Propag – 1995 –142 №2 –С.121-128 – Англ.

Решается задача синтеза ДН антенной системы ИСЗ вещания соответствующей конфигурации  для Североамериканского континента, при требуемом уровне коэффициента усиления и формировании нулей в заданном угловом секторе. Модулируется антенна состоящая из жесткого зеркала . сетчатого рефлектора с концентрирующими управляющими точками и одиночного облучателя  в виде гофрированного рупора . Форма и положение ДН управляется за счет изменения формы сетчатого рефлектора .

  Для синтеза нулей ДН  используется численная оптимизация на основе квазиньютоновского метода. Разработан пакет компьютерных программ оптимизации. Теоретические результаты хорошо согласуются с экспериментальными в геометрическом проиближении.

      Илл. 11  Табл. 2  Библ. 6.

      Источник:   Реферативный журнал №5 1996.

  2А228П.  Антенна Ku-диапазона для прямого приема передач с искусственных спутников земли. Ku-band satellite dish antenna: Пат. 5334990 США  H01 Q/12/ Robinson James; K-Star International Corp. №24910 Заявл. 2.3.93. Опубл. 2.8.94;  НКИ 3.43.840

Антенна Ku-диапазона в виде компактного параболического зеркала , отличающаяся от антенн подобного типа тем, что основание зеркала имеет круглую плоскую часть, переходящую далее в параболические сегменты, которые концентричны плоскому кругу.

    Такая форма зеркала имеет несколько фокальных точек, что способствует более эффективному приему волны поступающей из пространства.  Зеркало облучается рупором, за которым расположен преобразователь частоты и предварительный усилитель, Оно

размещается на горизонтальной  U-образной раме, а сверху поддерживается наклонной штангой. Длина штанги может регулироваться, что позволяет изменять угол наклона зеркальной антенны.

Ил. 8. Библ. 11.

         Источник: Реферативный журнал №2 1996

12А321П Зеркальная система с диелектрическим наполнителем . Dielectric-supported reflector system: Пат. 5426443 США , МКИ6  Н 01 Q 19 / 14 /  Jenness Jams - №182778,  Заявл. 18.1.94. Опубл. 20.6.95 НКИ 343 / 781.

Изобретение относится к зеркальным антенным системам с несколькими зеркалами – отражающими электромагнитные колебания для излучения волн СВЧ и диапазона ММВ.

Устройство содержит диэлектрический наполнитель в виде некоторого тела, одна из поверхностей которого соответствует поверхности зеркала  зеркальной антенны в виде поверхности  тела вращения определенной формы (параболоида вращения).

Поверхность покрыта плотно прилегающим к ней электропроводным слоем, образуя первое зеркало системы.               С противоположной стороны от 1 зеркала на плоской поверхности диэлектрического наполнителя расположен соосно с 1-м  зеркалом выступ,  поверхность которого также представляет собой поверхность тела вращения

   В центре  1-го зеркала  проводящий слой на диэлектрике удален и в этом месте  к диэлектрическому наполнителю прикреплен облучающий рупор. Возможны различные варианты устройства в которых реализуется антенная система Кассергена, система с плоскими зеркалами. и т.д..               Ил. 8 Библ. 8.  /В.М. Мещанкин/

Источник: Реферативный журнал №12 1995.

               2. Анализ задания на курсовой проект

Данный курсовой проект посвящен расчёту малошумящей зеркальной параболической антенне, которую применяют в различных диапазонах волн: от оптического до коротковолнового, особенно широко в дециметровом и сантиметровом диапазонах. Эти антенны отличаются конструктивной простотой, возможностью получения различных ДН, хорошими диапазонными свойствами и т.д.

    Существуют различные типы зеркальных антенн: параболические зеркала (параболоид, усечённый параболоид и параболический цилиндр), сферические зеркала, плоские и угловые зеркала, зеркальные антенны специальной формы, двух- и многозеркальные антенны, зеркально-рупорные антенны.

          Зеркальная параболическая антенна состоит из металлической поверхности, выполненной в виде параболоида вращения и небольшой слабонаправленной антенны – облучателя, установленной в фокусе параболоида и облучающей внутреннюю поверхность последнего.

          Чаще всего в сантиметровом диапазоне и в высокочастотной части дециметрового в качестве фидерных линий используются прямоугольные волноводы. В качестве облучателя будет использован прямоугольный волновод с волной Н01,  нагруженный на рупор.  

В данном курсовом проекте определение поля излучения параболической антенны производится апертурным методом, широко применяемым при проектировании зеркальных антенн.

В апертурном методе поле излучения зеркальной антенны находится по известному полю в ее раскрыве. В этом методе, в качестве излучающей рассматривается плоская поверхность раскрыва параболоида с синфазным полем и известным законом распределения его амплитуды.

Амплитудный метод в том виде, в котором он используется на практике, является менее точным, чем метод расчета через плотность тока. Это объясняется тем, что в этом случае поле в раскрыве зеркала находится по законам геометрической оптики. Следовательно, не учитывается векторный характер поля и, как результат этого, не учитывается составляющие с паразитной поляризацией. Однако в пределах главного лепестка и первых боковых лепестков, т.е. в наиболее важной для нас области диаграммы направленности, оба метода практически дают одинаковые результаты. Поэтому на практике наибольшее распространение получил апертурный метод расчета как более простой.

Спроектированная, в соответствии с заданными параметрами зеркальная антенна может применяться в земных станциях  спутниковой связи (Орбита-2, Орбита-2М, Электроника 4-90 и т. д.), малых станциях для телефонии и передачи данных (VSАТ), системах спутникового телевизионного вещания (Eutelsat, Галс, Теlecom IIA, B, Tele-X, TV Sat-2 и т.д.).

     3. Расчет малошумящей зеркальной антенны.

3.1 Выбор фидера