регистрация /  вход

Двухзеркальная параболическая антенна круговой поляризации по схеме Кассегрена (стр. 1 из 3)

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники

(ТУСУР)

Кафедра сверхвысокочастотной и квантовой радиотехники

(СВЧ и КР)

Двухзеркальная параболическая антенна круговой поляризации по схеме Кассегрена

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине:

«Устройства СВЧ и антенны»

Студент гр. :

________

«___»_________.

Руководитель:

проф. каф. СВЧ и КР

__________

«___»__________.

Реферат

Курсовой проект 17 с., 8 рис., 8 источников.

ДИАГРАММА НАПРАВЛЕННОСТИ, ОБЛУЧАТЕЛЬ, КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ, КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ, УРОВЕНЬ БОКОВЫХ ЛЕПЕСТКОВ.

Целью данной работы является освоение методов расчета параболических зеркальных антенн и определение их основных характеристик.

Курсовой проект выполнен в редакторе MicrosoftWordXP, все расчеты и построения графиков выполнены с помощью программы Mathcad2001 Professional.


ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра сверхвысокочастотной и квантовой радиотехники (СВЧиКР)

УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой СВЧиКР

___________________

ЗАДАНИЕ 14

на курсовое проектирование по дисциплине «Устройства СВЧ и антенны»

студенту___________________________________________________ , группа__________

1. Тема проекта: Двухзеркальная параболическая антенна круговой поляризации по схеме Кассегрена.

2. Срок сдачи проекта: _______________________

3. Исходные данные:

Ширина ДН - 4 градуса

Диапазон частот - от 5,7 ГГц до 6,3 ГГц

УБЛ - не хуже - 25 дБ

Коэффициент эллиптичности - не хуже 0,95

Вход - коаксиальный на 75 Ом.

Литература:

· Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ. - М.: Связь, 1971. В 2-х частях.

· Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств. - М.: Энергия, 1973. - 440 с.

· Зузенко В.А., Кислов А.Г., Цыган Н.Я. Расчет и проектирование антенн. - Л.: ЛВИКА, 1969.

· Покрас А.М., Сомов А.М., Цуриков Г.Г. Антенны земных станций спутниковой связи.- М.: Радио и связь, 1985. - 228 с.

· Ямпольский В.Г., Фролов О.П. Антенны и ЭМС. - М.: Радио и связь, 1983. - 272 с.

4. Содержание пояснительной записки:

Возможные применения данного типа антенн.

Расчет конструктивных размеров и электрических характеристик облучателя ( ДН, поляризация, фазовый центр). Схема возбуждения. Аппроксимация ДН.

Расчет профилей большого и малого зеркал

Расчет характеристик антенны ( ДН, КНД, КИПа, УБЛ, Кэ ) на крайних частотах диапазона

Расчет допусков на изготовление зеркал и установку облучателя

Выводы.

5. Перечень графического материала:

Конструкция облучателя с размерами.

Общий вид антенны с размерами.

Графики расчетных характеристик облучателя и антенны.

6. Дата выдачи задания:_____________________

РУКОВОДИТЕЛЬ:

профессор кафедры СВЧиКР __________________________

СТУДЕНТ: ___________________________________________________

Содержание

1 Введение

2. Основная часть

2.1 Расчет диаметров зеркал, фокусных расстояний и профилей зеркал

2.2 Расчет облучателя

2.3 Расчет характеристик антенны

2.4 Выбор схемы и расчет поляризатора

2.4.1 Выбор размеров волновода

2.4.2 Расчет возбуждающего устройства

Заключение

Список использованных источников

1. Введение

В последнее десятилетие в областях космической и радиорелейной связи, радиоастрономии и других широкое распространение получили двухзеркальные антенны.

Основными достоинствами осесимметричных двухзеркальных антенн по сравнению с однозеркальными являются:

- Улучшение электрических характеристик, в частности повышение коэффициента использования поверхности раскрыва антенны, так как наличие второго зеркала облегчает оптимизацию распределения амплитуд по поверхности основного зеркала.

- Конструктивные удобства, в частности упрощение подводки системы фидерного питания к излучателю.

- Уменьшение длины волноводных трактов между приемо-передающим устройством и облучателем, например, путем размещения приемного устройства, вблизи вершины основного зеркала.

Принцип действия двухзеркальных антенн заключается в преобразовании сферического волнового фронта электромагнитной волны, излучаемой источником, в плоский волновой фронт в раскрыве антенны в результате последовательного переотрожения от двух зеркал: вспомогательного и основного с соответствующими профилями.

В классических схемах Кассегрена используется следующее геометрооптическое свойство отражения сферической волны от поверхностей второго порядка: сферическая волна, излучаемая источником с фазовым центром, совпадающим с одним из фокусов произвольной поверхности второго порядка, в результате переотражения от нее преобразуется снова в сферическую волну, но с фазовым центром, совпадающим с другим фокусом.

Схема Кассегрена предложена в 1672 г. для построения оптических телескопов.

Эта схема может быть взята за основу при построении антенных устройств в диапазоне СВЧ при достаточно большом отношении диаметра раскрыва антенны к длине волны.

Антенны Кассегрена широко используются в области радиорелейной и космической связи, в радиоастрономии, радиоуправлении, радиолокации и т.д.

Для космической связи обычно строят антенны больших размеров с диаметром большого зеркала в 20-30 м и более. На тропосферных линиях связи применяются антенны сдиаметром раскрыва 7-18 м. В области радиорелейной связи применяются антенны с диаметром раскрыва от 0,5 до 5 м.

В данной работе необходимо рассчитать двухзеркальную параболическую антенну круговой поляризации по схеме Кассегрена.

2. Основная часть

2.1 Расчет диаметров зеркал, фокусных расстояний и профилей зеркал

Находим среднюю длину волны заданного частотного диапазона:

[м]

Найдём значение волнового числа k:

Найдём значениеволнового сопротивления

:


Диаметр основного зеркала 2Rп связан с заданной длиной волны и требуемым углом раствора диаграммы направленности на уровне половинной мощности приблеженной зависимостью[6]:

Фокусное расстояние выбирается из соотношения



откуда

Расстояние между фокусами гиперболоида fг выбирается в зависимости от требования к месту размещения облучателя. Обычно облучатель располагают вблизи центра основного зеркала, по этому



В литературе приводится следующее приблеженное соотношение для оптимального выбора диаметра гиперболоида:

K-отношение диаметра эффективного раскрыва облучателя к диаметру затенения (близка к 1 и уменьшается при большом числе облучателей);

f-фокусное растояние параболоида;

Откуда выбираем RГ =0.082 м.

Угол раскрыва  определяется по формуле



Профиль параболы определяется в полярных координатах зависимостью

Вид параболоида и вспомогательного зеркала показан на рисунке 1.

Рис.1- Профиль большого и малого зеркала

Воспользовшись понятием об эквивалентном параболоиде найдем его фокус и угол раскрыва:


2.2 Расчет облучателя

В качестве облучателя будем применять рупор. Диаграмму направленности небольшого рупора можно рассчитать при помощи следующих приближенных соотношений:

FE (Y)=(1+cos(Y))(sin(kbр sin(Y)/2))/(2kbр sin(Y)/2) (2.2.1)


Дарим 300 рублей на твой реферат!
Оставьте заявку, и в течение 5 минут на почту вам станут поступать предложения!
Мы дарим вам 300 рублей на первый заказ!