Антенна для командно-измерительного комплекса низколетящих искусственных спутников Земли

Министерство образования и науки Российской Федерации

Кафедра РП и РПУ

Курсовая работа

по дисциплине: Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства

Антенна для командно-измерительного комплекса низколетящих ИСЗ

Выполнил:                                                   Проверил:

Студент: Бенц Р.А.                                      Преподаватель: Шадрина Г.С.

Группа: РТС9-22

Дата:

Исходные данные.

Длина волны: λ = 5,2 см = 0,052 м

Коэффициент усиления (КУ): G = 30дБ

Ширина диаграммы направленности (ДН) на уровне половины мощности в азимутальной плоскости: (1±0,5)°

Коэффициент стоячей волны КСВ: ≤ 1,7

Задание.

1.  Определить оптимальные размеры зеркала:

·  Фокусное расстояние;

·  Длину параболического зеркала;

·  Длину антенны;

2.  Определить закон распределения поля в раскрыве антенны.

3.  Построить ДН антенны.

4.  Определить геометрические  размеры облучателя.

5.  Рассчитать и построить ДН облучателя.

6.  Согласовать параболическую антенну с питающей линией.

7.  Рассчитать коэффициент стоячей волны, сравнить с заданным.

Содержание

1.  Введение                                                                                        стр. 4

2.  Общие сведения о зеркальных параболических антеннах.         стр. 5

3.  Определение параметров антенны                                               стр. 8

4.  Определение диаграммы направленности антенны           стр. 13

5.  Определение параметров облучателя                                          стр. 16

6.  Параметры рупора                                                                        стр. 19

7.  Определение коэффициента отражения, расчёт КСВ                  стр. 22

8.  Согласование параболической антенны                                       стр. 23

9.  Заключение                                                                                   стр. 25

10.  Список используемой литературы                                               стр. 26

Введение

В настоящее время спутниковые системы связи стали одним из основных видов дальней радиосвязи. Связь между земными пунктами, находящимися на расстояниях от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч километров друг от друга, осуществляется на сантиметровых волнах при помощи ИСЗ, применяемых в качестве активных или пассивных ретрансляторов. На сантиметровых волнах производится также связь с космическими кораблями, удалёнными от Земли на сотни миллионов километров.

Допустимый уровень излучения бортовых антенн ИСЗ, в сторону Земли, ограничен из-за недоступности излучения в этом направлении мощных сигналов, которые могут создать помехи другим радиотехническим системам. Чтобы обеспечить высокое отношение сигнал-шум (ОСШ) на входе приёмника, антенны земных станций должны иметь высокий КУ, чему способствует малая ширина ДН и большие размеры.

Из-за малой ширины ДН при изменении положения ИСЗ необходимо обеспечить высокую точность наведения луча антенны и непрерывное сопровождение спутника. Для этого антенны снабжаются поворотными устройствами и системами управления ими.

Антенны земных станций спутниковой связи и космической радиосвязи являются сложными техническими устройствами, имеющим большие размеры и массу. Они работают в условиях воздействия переменных ветровых нагрузок, дождя, гололеда, солнечного нагрева. В этих трудных условиях должны быть обеспечены высокая механическая прочность антенной системы и сохранение с высокой точностью заданной формы поверхности зеркала, для обеспечения хороших параметров связи.

  I.  Общие сведения о зеркальных

параболических антеннах.

Зеркальные антенны применяют в различных диапазонах волн: от оптического до коротковолнового, особенно широко в сантиметровом и дециметровом диапазонах. Эти антенны отличаются конструктивной простотой, возможностью получения различных ДН, хорошими диапазонными свойствами.  Они являются наиболее распространенным типом антенн, используемых для радиотелескопов, целей космической связи. Существует различные типы зеркальных антенн: параболические зеркала (параболоид, усечённый параболоид, параболический цилиндр), сферические зеркала, плоские и уголковые зеркала, зеркально-рупорные антенны и др.

В данной работе будем рассматривать зеркальную антенну, представляющую собой сегментно-параболическую антенну, которая является разновидностью  параболического цилиндра, образующегося при движении параболы , где f – фокусное расстояние, p = 2∙f – параметр параболы; вдоль оси oy, причём парабола всё время параллельна плоскости xOz. Фокус параболы при этом образует фокальную прямую FF΄.