Расчет параболической однозеркальной антенны. Диаграмма направленности пирамидального рупора. Расчет коэффициента направленного действия

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ

ХАБАРОВСКИЙ ФИЛИАЛ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По РРВ и АФУ

«расчет параболической однозеркальной антенны»

Выполнил:  студент 3  РРТу   

Проверил: ст. пр.

Хабаровск 2002

Введение

В настоящее время наибольшие перспективы развития имеют системы связи и телевидения, работающие через активный ретранслятор, находящийся на искусственном спутнике земли, который может находиться на эллиптической или геостационарной орбите.

Радиосвязь и телевизионное вещание через ИСЗ, находящийся на геостационарной орбите, позволяет осуществлять индивидуальный прием на простые дешевые антенны, так как у них отсутствует система слежения. Антенна имеет небольшие габариты и вес и может быть установлена на крыше дома, на балконе и т.д.

Данный курсовой проект предусматривает разработку структурной схемы такой антенны, электрический и конструктивный расчет элементов, расчет электрических характеристик.

Содержание

                                                                                                     стр.

Введение                                                                                        2

1.  Задание на курсовой проект                                                         3

2.  Электрический и конструктивный расчет облучателей             4

3.  Диаграмма направленности пирамидального рупора                7

4.  Расчет геометрических размеров антенны                                  10

4.1 Расчет коэффициента направленного действия                         10

4.2 Расчет геометрических размеров зеркала                                   10     

5.  Расчет диаграммы направленности антенны                               13

6.  Список используемой литературы                                               16

1.   Задание на курсовой проект

В курсовом проекте рассматривается система передачи телевизионных сигналов на линии Земля – ИСЗ - Земля. В варианте №39 требуется спроектировать передающую антенну, находящуюся на борту ИСЗ, который вращается вокруг Земли по стационарной орбите. Передающая антенна простого типа, параболическая однозеркальная, с рупорным облучателем.

Исходные данные:

-  Средняя рабочая частота                                       f0 – 4ГГц

-  Коэффициент усиления приемной антенны        Gпр – 46д 

-  Мощность передатчика                                          Рпер – 48Вт

-  Мощность сигнала на входе приемника              Рвх.пер. – 110дБ Вт

-  Тип передающего фидера                                      ПВ

-  Потери в фидерном тракте передающей и                                  приемной антенн                                                    hпер, hпр. – 1дБ

-  Допустимый коэффициент бегущей волны                                            в фидере облучателя                                             КБВ – 0,8

-  Потери в атмосфере земли                                    Lдоп. – 2дБ

-  Протяженность радиолинии ИСЗ – Земля           rкм – 40000км

-  Полоса пропускания                                              2Df / f0 – 12%

2.  Электрический и конструктивный расчет облучателей.

В качестве облучателей в курсовом проекте предполагается использовать простейшие слабонаправленные антенны, обладающие однонаправленным излучением в сторону зеркала.

Облучатели рефлекторных антенн должны отвечать следующим требованиям:

-  Диаграмма направленности должна быть таковой, чтобы по возможности энергия не должна выходить за пределы рефлектора, а также нужно исключить обратное излучение.

-  Минимальное попадание волн, отраженных от зеркала, в облучатель и далее в фидер.

-  Облучатель должен быть согласован во всей рабочей полосе частот, как с фидером, так и с рефлектором.

-  Обладать большой механической прочностью, безотказно работать при излучении волн максимальной мощности.

Необходимо рассчитать рупорный облучатель (рис. 1). Он   образован одновременным увеличением размеров a и b поперечного сечения волновода.

                         

Рис. 1 Рупорный облучатель

Увеличение размеров a и b приводит к согласованию волновода со свободным пространством, фазовая скорость в рупоре постепенно снижается, что снижает коэффициент отражения и увеличивает КБВ в тракте питания. Для того чтобы диаграмма направленности была одинаковой в области Е и Н и имела главный лепесток трапециидальной формы, необходимо сделать раскрыв рупора с соотношением сторон bp / ap = 0.727

     Ap = 2Rtg(j/2) = 2·0.45tg(25/2) = 0.2м

     Где R  = 6l = 0.075м

            l = C/f = 3·10⁸ / 4·10⁹