Расчет антенны, предназначенной для радиотелескопа, страница 10

,                             (28)

где  – ширина пластин поляризатора;  – рабочая длина волны; h – расстояние между пластинами. Преобразуем выражение (28) и выразим из него ширину пластин поляризатора:

.                                         (28')

Расстояние между пластинами  выбирается из условия , т.е. . Исходя из этого, выберем см. Затем рассчитаем количество необходимых пластин. Для этого воспользуемся формулой , т.е. используются три пластины. Подставим численные значения в (28') и получим  см.

Рис. 8.1 Поляризатор

Такой тип фазирующей секции не является широкополосным устройством, т.к. набег фаз зависит от длины волны сигнала (см. (28)). Оценим работу устройства в заданном рабочем диапазоне частот: 11800 ± 5% Мгц (или 2.415<λ<2.669 см). Для λ₁=2.415 из (28) при прочих равных условиях получаем, что ; а для λ₂=2.669 сдвиг фаз – .

По формулам системы (29) из [1] можем построить поляризационные диаграммы, соответствующие этим сдвигам, они приведены на рис. 8.2. На рисунке сплошная линия соответствует , а штриховая – . Видно, что полученные эллипсы поляризации очень близки к кругу, коэффициент эллиптичности составляет в обоих случаях: m=0.96. Следовательно, можно полагать, что поляризатор не будет вносить в сигнал существенных искажений при работе в заданном диапазоне частот.

,

,                       (29)

,

.

Рис. 8.2 Поляризационная диаграмма

Для повышения качества поляризационного устройства предлагаю сделать длины всех пластин одинаковыми, равными величине . Т.о. имеем систему из параллельных пластин одинаковой длины R=5.332 см, ширины L=2.788 см, с расстоянием между пластинами h=2см. Пластины объединяются в прямоугольный параллелепипед. Выберем его размеры, равными (RxRxL), тогда если расположим его под углом 45^О к раскрыву рупора, то все четыре вершины раскрыва будут расположены на гранях поляризатора. Чертеж поляризатора представлен в Приложении 1.

9 ВЫБОР СПОСОБА РАЗВЕРТЫВАНИЯ АНТЕННЫ

В настоящее время возникла необходимость конструирования зеркальных антенн, меняющих свои габаритные размеры и форму при переводе из транспортируемого положения в рабочее. Эта необходимость обострилась в связи с запусками ИСЗ и выводом на орбиты радиотехнических систем различного назначения. Для космических станций необходимость использования развертываемой конструкции связана с габаритными размерами выводимого на орбиту спутника и возникает, когда диаметр антенны превышает 2м, а при использовании многоразового транспортного космического корабля челночного типа – 4.2 м.

К общим требованиям к складным антеннам относят: транспортабельность; заданную точность поверхности; жесткость конструкции в рабочем положении; минимальную массу и объем в сложенном положении; высокую надежность развертывания; сохранение электродинамических параметров в заданных пределах при воздействии нагрузок со стороны окружающей среды; низкую стоимость и технологичность. Антенны космических аппаратов должны быть саморазвертывающимися и устойчивыми к факторам космического пространства: перепаду температур, глубокому вакууму, солнечному давлению, аэродинамическому сопротивлению на низких орбитах, метеоритам и т.д.