Волноводно-щелевая приемная антенна для системы спутникового непосредственного телевизионного вещания (стр. 3 из 5)
Поляризация – линейная и круговая
7) Зеркальные антенны (легко обеспечивают высокую направленность, широкополосны, имеют сравнительно простую конструкцию. При высоких частотах требования к точности изготовления очень жесткие (отклонения порядка
). Круговая поляризация обеспечивается конструкцией облучателя или введением дополнительных элементов, что усложнит и утяжелит конструкцию.): а) Парабола – параболоид вращения осесимметрический:
Форма ДН – различная
Ширина ДН –
Уровень боковых (задних) лепестков –
Достижимый КНД – до 1000000
Диапазон волн – ММВ, СМВ, ДМВ
Коэффициент перекрытия диапазона – до 7,8
Поляризация – определяется облучателем (может быть любой в широком диапазоне частот)
б) Парабола – параболоид вращения усеченный:
Форма ДН – различная
Ширина ДН –
Уровень боковых (задних) лепестков –
Достижимый КНД – до 1000000
Диапазон волн – ММВ, СМВ, ДМВ
Коэффициент перекрытия диапазона – до 7,8
Поляризация – определяется облучателем (может быть любой в широком диапазоне частот)
в) Парабола – круглая или квадратная внеосевая несимметричная вырезка из параболоида вращения:
Форма ДН – различная
Ширина ДН –
Уровень боковых (задних) лепестков –
Достижимый КНД – до 1000000
Диапазон волн – ММВ, СМВ, ДМВ
Коэффициент перекрытия диапазона – до 7,8
Поляризация – определяется облучателем (может быть любой в широком диапазоне частот)
г) Парабола – параболический симметричный цилиндр:
Форма ДН – различная
Ширина ДН –
(в плоскости профиля)Уровень боковых (задних) лепестков –
(в плоскости профиля)Достижимый КНД – до 1000000
Диапазон волн – ММВ, СМВ, ДМВ
Коэффициент перекрытия диапазона – до 7,8
Поляризация – определяется облучателем (может быть любой в широком диапазоне частот)
д) Профиль – окружность, зеркало – сферическое:
Форма ДН – различная
Ширина ДН –
Уровень боковых (задних) лепестков –
Достижимый КНД – до 1000000
Диапазон волн – ММВ, СМВ, ДМВ
Коэффициент перекрытия диапазона – до 7,8
Поляризация – определяется облучателем (может быть любой в широком диапазоне частот)
е) Профиль – окружность, зеркало – круглоцилиндрическое:
Форма ДН – различная
Ширина ДН –
(в плоскости профиля)Уровень боковых (задних) лепестков –
(в плоскости профиля)Достижимый КНД – до 1000000
Диапазон волн – ММВ, СМВ, ДМВ
Коэффициент перекрытия диапазона – до 7,8
Поляризация – определяется облучателем (может быть любой в широком диапазоне частот)
а) Большое зеркало – параболоид, малое зеркало – гиперболоид:
Форма ДН – различная
Ширина ДН –
Уровень боковых (задних) лепестков –
Достижимый КНД – до 100000000
Диапазон волн – ММВ, СМВ, ДМВ
Коэффициент перекрытия диапазона – до 7,8
Поляризация – определяется облучателем (может быть любой в широком диапазоне частот)
б) Двухзеркальная апланатическая система:
Форма ДН – различная
Ширина ДН –
Уровень боковых (задних) лепестков –
Достижимый КНД – до 100000000
Диапазон волн – ММВ, СМВ, ДМВ
Коэффициент перекрытия диапазона – до 7,8
Поляризация – определяется облучателем (может быть любой в широком диапазоне частот)
в) Большое зеркало – сферическое, малое зеркало – специального профиля:
Форма ДН – различная
Ширина ДН –
Уровень боковых (задних) лепестков –
Достижимый КНД – до 100000000
Диапазон волн – ММВ, СМВ, ДМВ
Коэффициент перекрытия диапазона – до 7,8
Поляризация – определяется облучателем (может быть любой в широком диапазоне частот)
Выбор типа антенны
Нужно спроектировать антенну для системы спутникового непосредственного телевизионного вещания. Вследствие этого к ней должны предъявляться такие требования:
· Надежность
· Устойчивость к агрессивному влиянию внешней среды
· Дешевизна
· Простота эксплуатации
· Возможно меньшие габариты и масса
Перечисленному списку хорошо удовлетворяет волноводно-щелевая антенна.
Т.к. эта антенна состоит из металлических волноводов, то чтобы ее повредить требуется большое усилие. В свою очередь ее конструкция проста, что означает маловероятную поломку. Отсюда следует вывод о большой надежности антенны.
При покрытии волноводов антикоррозийными материалами или их изготовлении из коррозостойких металлов предотвращает разрушение антенны из-за атмосферных осадков. Ветер, падение деревьев и т.п. должны иметь большую разрушительную силу, чтобы повредить антенну. Т.е второй пункт также выполняется.
Простота конструкции и деталей, дешевизна материалов, простота изготовления – все это приводит к небольшой стоимости антенны по сравнению, например, с зеркальными.
Обслуживание антенны не требует значительных усилий.
Т.к. антенна, в основном, состоит из металлических частей, то она имеет довольно большую массу при сравнительно небольших габаритах.
Как видим, выбранный тип антенны удовлетворяет большинству требований, предъявленных выше.
В свою очередь она реализовывает оптимальную ДН, что приводит к хорошим усилительным свойствам антенны.
По условию проектируемая антенна узкополосная – это исключает такой недостаток волноводно-щелевой антенны как отклонение луча в пространстве от заданного направления при изменении частоты.
Исходя из приведенных доводов, волноводно-щелевую антенну можно применять для систем спутникового телевидения и использовать при предложенных исходных данных.
Выбор конструкции антенны
волноводная антенна щелевая спутниковое вещание
Принцип антенны вращающейся поляризации в виде комбинации двух антенн линейной поляризации используется во многих типах антенн, таких как: турникетные антенны, рупорные антенны, диэлектрические стержневые антенны и другие.
Наиболее распространенными являются рупорные антенны. Они представляют собой совмещенную комбинацию двух антенн с перпендикулярными линейными поляризациями. При этом амплитуды полей в раскрыве одинаковы, а фазы сдвинуты между собой на
. Это обеспечивается поляризатором, что усложняет конструкцию и расчет антенны. Эти антенны широкополосные, имеют малые потери, большую пропускную мощность (из недостатков – большие габариты). Применяются, в основном, в СМ диапазоне и части ММ диапазона. Используются как в качестве одиночного излучателя, так и в качестве решетки рупоров. Могут выступать в качестве облучателей других антенн (например, зеркальных или линзовых). Применяются и для наземной, и для спутниковой связи, но в основном для наземной связи.В данной курсовой работе необходимо рассчитать волноводно-щелевую антенну для частоты
ГГц.Для проектирования необходимой антенны рассчитаем сначала некоторые параметры, которые будут влиять на размеры и конструкцию антенны.
Определим общую длину трассы луча и длину трассы в пределах слоя тропосферы.
Расположение спутника и Земли:
По теореме косинусов запишем:
Для расчета затухания в атмосфере воспользуемся той же формулой, но вместо h подставим высоты расположения дождя, водяных паров и кислорода.
Известно, что дождевые облака не поднимаются выше 6 – 8 км, водяные пары и кислород находятся в тропосфере не выше 15 км. Примем:
Тогда:
Решив эти уравнения, получим: