Проектирование двухзеркальных антен
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО СВЯЗИ
Московский технический университет связи и информатики
Кафедра технической электродинамики и антенн
Курсовая работа
по дисциплине
РР и АФУ
По теме: Проектирование двухзеркальных антенн
Выполнил студент
Группы: ЗС0901
Цыденжапов Александр
Преподаватель: Смирнов Е.В.
Москва 2012
Оглавление
1.Задание
2.Выбор облучателя
3.Определение геометрических параметров двухзеркальной антенны
3.1Определим диаметр раскрыва основного зеркала
3.2Выберем фокусное расстояние из соотношения
3.3Воспользовавшись понятием об эквивалентном параболоиде найдем его фокус
3.4Для уменьшения теневого эффекта лиаметр малого зеркала обычно выбирается в пределах
3.5Рассчитаем фокусное расстояние малого зеркала
3.6Рассчитаем профили зеркал
4.Расчет облучателя
5.Расчет Диаграммы направленности антенны
Список литературы
1.Задание
Исходные данные:
КНДУБЛТип антенныПоляризацияЧастота f, ГГц2. Выбор облучателя
В качестве облучателей двухзеркальных антенн можно использовать диэлектрические стержни. Они имеют малые геометрические размеры, волна излучаемая ими имеет туже поляризацию, что и в возбуждающей системе. В отличие от рупоров не дают затенения в силу своих малых геометрических размеров.
Возможно создание смешанных (гибридных) систем облучателей, состоящих из облучателей разных типов. Обычно такой вариант используется в тех случаях, когда предусматривается работа на нескольких частотах и облучатель одного типа не обеспечивает работу в необходимой широкой полосе частот. Чаще других используются комбинации рупорного и дипольного облучателей.
В качестве облучателя в данной работе будем использовать диэлектрический стержень, возбуждаемый волной Н10, которая подводится к нему с помощью прямоугольного волновода.
3. Определение геометрических параметров двухзеркальной антенны
3.1Определим диаметр раскрыва основного зеркала
Зная, что , где D - КНД антенны, а S - площадь раскрыва, определяющаяся по формуле , а коэффициент использования поверхности двухзеркальной антенны возьмем равным
Тогда получается , а следовательно
Переведем данный в условии КНД из дБ в разы: DдБ = 31 дБ, тогда
D =
Тогда получим
3.2Выберем фокусное расстояние из соотношения
Пусть F = 0.5 = 0.2025 м
3.3Воспользовавшись понятием об эквивалентном параболоиде найдем его фокус
В приближении геометрической оптики двухзеркальная антенна может быть сведена к эквивалентной ей по распределению поля в раскрыве однозеркальной антенны того же диаметра
Определим фокусное расстояние эквивалентного параболоида по формуле Fэ = , где e - эксцентриситет образующего эллипса малого зеркала.
Зная, что получим Fэ = 0,3778 м
3.4Для уменьшения теневого эффекта диаметр малого зеркала обычно выбирается в пределах
Пусть
3.5Рассчитаем фокусное расстояние малого зеркала
Для чего нужно определить углы ?2 и ?0. (угол облучения источником краев малого зеркала и угол раскрыва параболического зеркала соответственно)
Определим ?0 из формулы: радиан
А угол ?2 возьмем равным 300
По формуле получим f = 0.021 м
- расстояние между фокусами малого зеркала
- расстояние до фазового центра облучателя
3.6 Рассчитаем профили зеркал
Основное зеркало является параболой и описывается функцией
Малое зеркало по схеме Грегори является эллипсом и описывается функцией
где е - эксцентриситет образующего эллипса малого зеркала (е = 0,3022 < 1)
Рассчитанные профили зеркал имеют вид:
облучатель антенна зеркало фокусный
4. Расчет облучателя
В качестве облучателя будем применять диэлектрический стержень. Диаграмму направленности диэлектрического стержня можно рассчитать при помощи следующих приближенных соотношений:
где - длинна стержня в метрах, - коэффициент замедления. выбираемый по графикам рис. 5.2 ч.1 в зависимости от поперечного сечения стержня и длинный волны, - диаметр стрежня.
k - волновое число и считается по формуле: k = 2?/? = 209.4395 м-1
диэлектрическая проницаемость выбирается вкупе с таким параметром как: длинна волны, по следующим зависимостям:
Для обеспечения необходимой ширины ДН диэлектрического стержня, то есть выбрав необходимые параметры антенны, мы в программе ANT-4 меняя степень аппроксимирующего полинома, добиваемся необходимых показателей эффективности антенны, подобрав необходимый полном, мы выбрав удовлетворяющую нас длину стержня, меняя параметр k1, коэффициент замедления, получаем необходимую ширину ДН, а затем подбираем по этим графикам материал стержня.
- максимальный диаметр стержня
- диаметр стержня выбранный для данной антенны, от этого параметра зависит диэлектрическая проницаемость и ширина ДН.
- радиус стержня
- длина стержня от этого параметра, так же зависит ширина ДН и вы?/p>