Расчёт однозеркальной параболической антенны. Электрический и конструктивный расчёт пирамидального рупорного излучателя, страница 6

 , где

u =  

Λ1;Λ2;Λ3 – функции от аргумента u.

Рассчитаем диаграмму направленности облучателя антенны и результаты сведём в таблицу 5.1.

a0 =  , где F(φ0) = F(θ0) = 0,316

φ0 = φопт = 15°

На рисунке 5.1 изобразим диаграмму направленности облучателя антенны.

Таблица 5.1. Расчёт диаграммы направленности облучателя антенны.

Рисунок 5.1. Диаграмма направленности облучателя антенны.

Расчёт коэффициентов а0; а1; а2 . а0 = (F(1) = 0,5 (1+cosψ0) · F(ψ0) = 0,5 · (1+cos15°) · F(15) = 0,315

Решим систему уравнений:

        а0 + а1 + а2 = 1

а0 + а1(1-R²1)² + а2(1 – R1')² = F(R1')

a0 = F(1)

Функция F(R1) – нормированное значение амплитуды поля в раскрыве параболоидного зекала, рассчитывается по формуле: при R1' = 0,5   ψопт = 7,5°

F(0,5) = 0,5 · (1+cosψ0,5) · F(ψ0,5) = 0,5 · (1+cos7,5) · 0,7 = 0,707

       0,315 + а1 + а2 = 1

0,315 + а1(1-0,25) + а2(1-0,25)² = 0,7

 

0,315 + а1 + а2 = 1

0,315 + 0,75а1 + 0,5625а2 = 0,7

       а2 = 1 -0,315 – а1

0,315 + 0,75а1 + 0,385 – 0,5625а1 = 0,7

0,1875а1 = 0 а1 =0 а2 = 0,685

u =  

Λ1, Λ2, Λ3 – функция от аргумента u  - лямбда, рассчитывается по формуле                      Λn(u) =  , где n =0,1, 2, 3 … порядок функции; Jn – функция Бесселя.  

F(θ) =

F(θ) =

Рассчитанные данные заносим в таблицу 5.2, по которой строим диаграмму направленности зеркала антенны. Диаграмму изобразим на рисунке 5.2.

На рисунке 5.3 изображены графики лямбда – функций.

Таблица 5.2. Расчёт диаграммы направленности зеркала антенны.

Рисунок 5.2. Диаграмма направленности антенны. 

По расчётам ДН антенны определяем:

1)  ширину главного лепестка 2θ0,5 = 0,09

2)  положение первого нуля: 0,115

3)  уровень первого бокового лепестка F(θ1)max = 20 lgF(θ1)

F(θ1) = 0,04

F(θ1)max = 20 lg 0,04 = -27,95 дБ

Рисунок 5.3. Графики лямбда – функций.

Заключение

В данном курсовом проекте была спроектирована антенна для земной станции спутниковой системы связи. Для этого был произведён расчёт электрических и конструктивных параметров антенны. В результате расчёта получили параметры антенны, соответствующие параметрам, заданными техническим заданием. Полученная диаграмма направленности имеет очень узкую ширину главного лепестка. Антенна имеет достаточно высокий коэффициент усиления 65дБ.  

В зоне неуверенного приёма сигнал на входе приёмника очень слабый, поэтому антенна должна быть рассчитана оптимальным образом. Оптимизируется антенна по минимальному уровню ближних боковых лепестков, т.к. они определяют шумы и помехи в тракте приёма.

При проектировании использовалась программа Math CAD, что значительно упростило расчёт и построение диаграмм.

                              Список литературы

1. Микрюков М.И. Методические указания по выполнению курсового проекта «Однозеркальная параболическая антенна». Хабаровск, СибГУТИ, 1995.
2. Кочержевский Г.Н. Антенно – фидерные устройства. Москва, «Радио и связь», 1981.
3. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. Москва, «Связь», 1972.