Конструирование плоской антенны
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
именяются микрополосковые антенные решетки с вибраторными или другими формами элементов. После суммирования принятые сигналы направляются для дальнейшей обработки во встроенный малошумящий конвертер.
В /10/ предложена конструкция плоской антенны, используемой в качестве приемной антенны в системе спутникового вещания. Целью изобретения является обеспечение устойчивости антенны по отношению к воздействию атмосферных осадков и увеличение КИП антенны. Антенна имеет трехслойную конструкцию, промежуток между слоями заполнен пенистым полистиролом. В состав верхнего слоя входят две пластины. В верхней пластине прорезана система щелей, форма которых может быть различной (в данном случае описана антенна с щелями квадратной формы). На нижней пластине методом печатного монтажа сформирован рисунок излучателей в виде системы полосок фольги, расположенных по диагоналям упомянутых щелей. На среднем слое располагается фидерная линия, нижний используется в качестве заземленного основания. Указано, что излучатели могут иметь различную форму (круг, прямоугольная полоска, гантели).
В /11/ предлагается трехслойная антенная решетка (АР), содержащая плоскую структуру питания на полосковых фидерах, закрепленную между двух плоских экранов, в которых периодически расположены круглые отверстия, являющиеся апертурами. Апертуры возбуждаются двумя ортогональными несимметричными вибраторами, обеспечивающими круговую поляризацию излучаемой (принимаемой) волны. Предложена оригинальная конструкция крепления элементов, образующих АР. Массовое производство антенны, имеющей малые потери, просто и дешево.
В /12/ рассматривается усовершенствованный вариант плоской однослойной щелевой АР для непосредственного приема ТВ- сигналов с ИСЗ. Щели расположены по спирали в верхней стенке радиального волновода с центральным коаксиальным возбуждением через нижнюю стенку. Для выравнивания распределения поля по круглой апертуре предложено взвешивать длины щелей, попеременно наклоненных к спирали на +450 и -450 , для повышения КПД излучения вместо поглотителя на краю волновода обеспечить режим бегущих радиальных волн с помощью спирально-изогнутой металлической ленты на краю радиального волновода. В диапазоне 11,55 - 11,75 ГГц экспериментальная АР диаметром 60 см имела КУ 34,7 - 35,4 . Коэффициент усиления повысился на 0,2 после введения спиральной ленты. Эффективность антенны 65 %. Применение согласующей спиральной ленты приводит к снижению шумовой температуры АР.
В /13/ предлагается конструкция плоской АР с дисковыми микрополосковыми излучателями, используемой для связи с ИСЗ, которая позволяет упростить технологию серийного производства таких АР и снизить их стоимость. С помощью пресс-формы в металлических пластинах создается множество выступов, которые равномерно поддерживают диэлектрическую подложку с излучателями. Верхняя или нижняя пластины содержат множество отверстий, которые расположены напротив излучателей. Пластина без отверстий является основанием микрополоскового излучателя. Благодаря такой структуре значительно упрощается процесс изготовления АР и достигается оптимальная частотная характеристика в полосе 11 - 12 ГГц.
В /14/ исследуются вопросы, связанные с построением индивидуальной малогабаритной антенны в виде плоской микрополосковой АР. Рассматриваются способы расширения рабочей полосы частот и снижения потерь в фидерной системе. Показано, что существует оптимальное значение толщины диэлектрической подложки, минимизирующей потери. В качестве радикального решения предложено использование двухслойной положки с воздушным зазором. Экспериментально исследована построчная с использованием предлагаемых технических решений 5/2 - элементная антенна диапазона 11,7 - 12 ГГц. Антенна размерами 36683 см и массой 4 кг имела усиление 34 при КИП 60 % и коэффициенте стоячей волны на входе 1,3.
1.2 Целесообразность выполнения разработки
Из большого многообразия антенн систем спутникового ТВ наиболее распространены параболические, плоские ЗА и плоские АР.
Основные требования к антеннам индивидуального и коллективного пользования для приема спутникового телевидения в системах непосредственного ТВ- вещания были сформулированы в решениях ВАКР - 77, где, в частности, были выработаны рекомендации по ограничительным кривым для огибающей ДН на основной и кроссполяризациях, по усилению антенн, ширине их ДН по уровню половинной мощности и т.д. в этих документах рекомендовалось применять параболические антенны диаметром порядка 0,9 м , с усилением около 38,5 на частоте 12 ГГц и шириной ДН по уровню половинной мощности около двух градусов.
Однако, последующее развитие спутникового телевидения внесло коррективы и в рекомендуемые характеристики антенн. Так, например, появление малошумящих конвертеров с коэффициентом шума 1,3…1,4 и применение на ИСЗ ретрансляторов большой мощности позволило использовать для индивидуального приема антенны диаметром менее 0,6 м.
Имеется целый ряд конструкций ЗА, каждой из которых свойственны определенные достоинства и недостатки. Применяемые в настоящее время параболические антенны в большинстве своем обладают симметрией вращения и запитываются в центре. Облучатели таких антенн находятся в фокусе зеркал, то есть на пути распространения радиоволн, поэтому КПД их сравнительно мал. К тому же, затеняющее действие оказывает система питания облучателя, элементы его крепления и обычно конструктивно совмещенный с облучат