Расчет параболической антенны

 

Федеральное агенство по образованию РФ

ВлГУ

Кафедра РТ и РС

Курсовой проект

По дисциплине «Антенны и устройство СВЧ»

Расчет параболической антенны.

                                                                                                   Выполнил: ст. гр. РТ-102

                                                                                                                     

                                                                                                    Проверил:

Владимир 2005 г.

Вариант № 1

Задание

  Длинна волны, см.- 0.8

  Требование к ДН: КНД-5000, ΔΘ_Е---,ΔΘ_Н---.

Р, кВт ---

Поляризация - линейная.

Другие указания (тип антенны, сканирование); Узел для разработки – Корабельная,

Антенный переключатель. 

 

1.Выбор и обоснование типа волноводного тракта.

Волноводный тракт - важнейшая составляющая часть антенн, которая

обеспечивает подвод колебаний к облучателю.

Для того чтобы определиться с формой волнового тракта выясним, используя технического задания, какую он будет иметь форму.

При имеющейся длине волны λ=1.4 см можно сделать вывод о том, что в качестве волноводного тракта целесообразнее всего использовать прямоугольный

волноотвод. Размеры нужного волноотвода определим по следующим формулам:

а= λ/1.4= 0.57см

в=(0.4÷0.5)а=(0.4÷0.5) а=(0.228÷0.285)см

по этим параметрам, используя справочную литературу, подберем стандартный волноотвод с максимально похожими параметрами.

Таким волноотводом является волноотвод: 153IEC R400(см. рис. 1)

 

     Рис.1 – Волноотвод типа:

               а_внеш= 7.72мм

               а_внутр= 5.69мм

               б_внеш=4.88мм

               б_внутр=2.84мм

Следует также учесть следующие параметры выбранного волноотвода:

- Рекомендуемый рабочий диапазон - ƒ=(32.9÷59.1) ГГц.

- Затухание, дБ/м– 0.815 дБ/м

2 Выбор облучателя.

Оптимальным вариантом облучателя для проектируемой антенны исходя из условий технического задания будет являться пирамидальный рупор со следующими размерами:

а_р=6,72мм в_р=6мм l_р=7,48мм

 

  

 

На выбор данного типа рупора также влияет значения его ДН. С помощью    которой мы будем выбирать угол засветки зеркала.

5.Основные геометрические размеры антенны.

          КНД антенны равен:

 

        Из этой формулы определим:

∆θ_Е= ∆θ_Н=2.6º

Эффективная площадь антенны будет равна:

                                      

        Для расчета общей площади антенны необходимо знать значение коэффициента использования поверхности (КИП). Величина КИП определяется путем выбора конкретного значения из диапазона (0,5÷0,7). Зададимся величиной КИП=0,6

Радиус зеркала антенны вычислим по следующей формуле:

,  откуда:

 

Для дальнейших расчетов необходимо использовать угол засветки зеркала φ₀, выбирающийся из диапазона 50º-70º и уточняющийся с помощью диаграммы направленности облучателя. Примем угол φ₀=60º

, где: D_з- диаметр раскрыва зеркала, f-фокусное расстояние

Z=3.3см

f=10cм

t=6.7см

        6. Расчет амплитудного распределения(АР) в раскрыве зеркала

Для расчета амплитудного распределения в раскрыве зеркала используем формулу:

F(R)=F_обл(θ)cos²(θ/2)

где:

θ- угол, меняющийся в пределах от 0 до φ₀

F_обл(θ)- значение диаграммы направленности облучателя в зависимости от угла θ

Проведем расчет АР в пяти точках радиуса зеркала антенны. Соответственно 0.2R, 0.4R, 0.6R, 0.8R, 1R.

F(0.2R)=0.86

F(0.4R)=0.85

F(0.6R)=0.48

F(0.8R)=0.36

F(1R)=0.29

Для дальнейших вычислений воспользуемся программой "AROUND"

Введя полученные 5 значений амплитудного распределения получим более детализированный перечень значений амплитудного распределения в зависимости от радиуса.(см. таблицу 1)

Далее подберем аппроксимирующее амплитудное распределение с помощью следующих пяти парциальных весов.(см. таблицу 1):

р₁=0,29