Приемная антенна для СТВ
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
, выберем его равным 0.5, тогда
С помощью выражений (2.1.2),(2.1.3) получим следующие уравнения
Решим уравнения (2.1.5) с помощью графиков функций (рис. 2.2)
Рис. 2.2 Графики функций
откуда
2.2 Расчет параболоида.
2.2.1 Определение диаметра параболоида 2Rп и фокусного расстояния f
Из приближенной формулы для КНД найдем радиус параболоида Rп
(2.2.1)
где - площадь раскрывa парабалоида.
(2.2.2)
Следовательно,
Фокусное расстояние можно определить пользуясь формулой
Диаметр парабалоида связан с заданной длиной волны и требуемым углом раствора диаграммы направленности на уровне половинной мощности (20.5) приближенной зависимостью
(2.2.4)
Тогда
2.3 Расчет диаграммы направленности.
Используя формулы (2.1.3) построим нормированную диаграмму направленности облучателя.
Рис. 2.3.1. Диаграмма направленности облучателя в полярной системе координат
Найдем распределение поля в раскрыве параболоида, для этого воспользуемся следующей формулой
где .
Полученные данные занесем в таблицу 2.3.1.
Таблица 2.3.1
sin()cos()F(R)F1(R)F2(R)0
5,3
10,6
15,9
21,2
26,5
31,8
37,1
42,4
47,7
0
0.092
0.184
0.274
0.362
0.446
0.527
0.603
0.674
0.74
0.7991
0.996
0.983
0.962
0.932
0.895
0.85
0.798
0.738
0.673
0.6020.54
0.541
0.545
0.551
0.559
0.57
0.584
0.601
0.621
0.646
0.6741
0.998
0.991
0.981
0.966
0.947
0.925
0.899
0.869
0.837
0.8011
0.99
0.961
0.914
0.853
0.782
0.705
0.625
0.547
0.473
0.4050
0.05
0.1
0.151
0.202
0.254
0.308
0.362
0.419
0.477
0.5380
0.093
0.186
0.279
0.374
0.471
0.57
0.671
0.776
0.884
0.9971
0.988
0.953
0.897
0.825
0.741
0.652
0.562
0.475
0.396
0.3251
0.994
0.977
0.947
0.905
0.85
0.781
0.696
0.594
0.472
0.3291
0.988
0.954
0.899
0.824
0.734
0.633
0.529
0.432
0.357
0.325
Рис. 2.3.2 Распределение поля на раскрыве рупора
По найденному распределению поля на раскрыве вычисляется диаграмма направленности зеркальной антенны . Картина распределения поля на раскрыве зеркала может быть аппроксимирована при помощи соотношения:
(2.3.2)
где - равномерная часть распределения поля;
- неравномерная часть распределения поля;
n=1,2,3
Полученные значения (при n=1 и n=2) внесены в таблицу 2.3.1.
Как видно из таблицы 2.3.1, более точная аппроксимация распределения поля на раскрыве зеркала при n=2.
Выражение для нормированной диаграммы направленности антенны будет иметь вид:
(2.3.3)
где
n показатель степени выражения, аппроксимирующего поле на раскрыве. (n=2)
Результаты расчета диаграммы направленности представим в виде таблицы 2.3.2
Таблица 2.3.2
, градsin()1(u)31(u)3(u)3(u)0
0.17
0.34
0.51
0.68
0.85
1.02
1.19
1.36
1.53
1.70
0.003
0.006
0.009
0.012
0.015
0.018
0.021
0.024
0.027
0.030
0.419
0.839
1.258
1.678
2.097
2.517
2.936
3.355
3.775
4.1941
0.978
0.915
0.815
0.687
0.542
0.392
0.247
0.118
0.012
0.0650.975
0.954
0.892
0.794
0.67
0.529
0.382
0.241
0.115
0.012
-0.0641
0.985
0.93
0.9
0.837
0.81
0.74
0.627
0.498
0.392
0.3160.675
0.665
0.628
0.608
0.565
0.547
0.5
0.423
0.336
0.265
0.2131
0.981
0.921
0.85
0.748
0.652
0.535
0.402
0.273
0.168
0.09
Построим диаграмму направленности в декартовой системе координат
Рисунок 2.3.3 Диаграмма направленности антенны в декартовой системе координат
2.4 Расчёт G антенны
Расчёт G антенны будем вести по следующей формул
(2.4.1)
где коэффициент использования площади раскрыва зеркала, полностью определяется характером распределения поля в раскрыве.
S геометрическая площадь раскрыва;
- коэффициент полезного действия параболической антенны (примем )
Коэффициент направленного действия (усиления), определенный по формуле (2.4.1) не учитывает потерь энергии на рассеивание, т.е. потерь энергии, проходящей от облучателя мимо зеркала.
3. Расчет принятой мощности.
3.1 Затухания в свободном пространстве.
Распространение УКВ на линии Земля-Космос осуществляется через тропосферу и ионосферу Земли и сопровождается ослаблением радиоволн. Ослабление обусловлено тремя причинами: поглощением радиоволн водяными парами и газами, поглощением и рассеянием различными гидрометеообразованиями (дождь, снег, облака, туман и т.п.) и поглощением радиоволн в ионосфере.
Сначала рассчитаем принятую мощность без учета влияния атмосферы, а затем найдем затухания в атмосфере.
Определим принятую мощность по формуле
где коэффициент усиления приемной антенны.
коэффициент усиления спутниковой антенны.
расстояние до спутника.
Множитель ослабления в общем виде может быть записан следующим образом:
где - полный показатель ослабления на участке трассы проходящем в ионосфере;
- полный показатель ослабления на участке радиолинии в “чистой” атмосфере;
- полный показатель ослабления на участке радиолинии с гидрометеообразованиями;
3.1.1 Затухания в тропосфере.
Ослабление в “чистой” атмосфере и а?/p>