Модернизация зеркальной антенны гигагерцевого диапазона
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
дь А относительно опорной области (аттенюатор 6 дБ в приемном тракте).
По данным всей серии измерений можно сделать следующие выводы.
. Параметры двухчастотного облучателя и радиометров РМ-10 и РМ-30 соответствуют условиям контрактов и обеспечивают длительные исследования характеристик радиоизлучения Солнца.
. На частоте 1 ГГц наблюдается достаточно сложная помеховая обстановка. Кроме эпизодических импульсных помех, слабо влияющих на результаты измерения, наблюдается фоновое излучение, зависящее от азимута и высоты антенны, по интенсивности сравнимое с излучением Солнца. На рисунке 30 приведен пример зависимости изменения интенсивности фонового излучения при повороте антенны по азимуту в секторе 1600-2700 (угол места около 50).
Рисунок 30 - Зависимость интенсивности помехи на частоте 1 ГГц от положения антенны по азимуту.
Данное помеховое излучение стабильно по интенсивности и при неподвижной антенне изменяет только уровень принимаемого сигнала, что может приводить к ограничению динамического диапазона при приеме излучения Солнца. Тем не менее, постоянство помехи позволяет проводить требуемые измерения радиоизлучения Солнца после проведения калибровочных измерений - записи изменения уровня помех, выполненной по траектории движения Солнца, и вычитании ее из измеренных данных по Солнцу при последующей обработке.
. Периодически возникает помеха со сложным спектральным составом с максимумом на нескольких частотах в диапазоне 300-900 кГц, которую можно характеризовать как сетевую наводку, не зависящую от усиления входных каскадов радиометров. На частоте 3 ГГц она имеет стабильный по интенсивности характер, ухудшая чувствительность примерно в 2-5 раз, что слабо влияет на измерения радиоизлучения Солнца. Характер влияния данной помехи на результаты измерений на частоте 1 ГГц оценивается в комплексе с вышеуказанными помехами.
. При измерениях разъюстировки антенны по координатам получено, что поправки координат составляют около +1.70 по азимуту и -0.40 по углу места, что указывает на неточную угловую привязку лимбов антенны.
Из данной главы следует отметит что усилитель первого каскада изначально стоял в фокусе с возбудителем, для увеличения соотношения сигнал- Шум, но так как возбудитель стоял в фокусе резко менялась температура , и соответственно менялся шум, выдаваемый усилителем, что приводило к ошибкам измерения , для устранения этого недостатка было решено переделать антенну орбиты в одно зеркальном варианте, на антенну в двухзеркальном варианте , антенну по схеме кассегрена. Для этого нужно было произвести расчет и изготовить дополнительный отражатель. В антенне кассегрена облучатель , было решено поместить в центральном отверстии большого зеркала антенны, что позволяет улучшить термоизоляцию усилителя и что в последствии привело к повышению стабильности температуры.
. Расчёт основных конструктивных элементов антенны коссегрена. Расчёт размера рефлекторов, фокусных расстояний, угловых размеров
Перед началом расчётов основных конструктивных параметров зеркал двух зеркальной антенны по схеме Кассегрена рассмотрим рисунок 2.1., на котором показаны основные параметры зеркал.
Рис. 2.1. Эквивалентный параболоид.
На рисунке 2.1.: e - эксцентриситет гиперболического зеркала; y0 - угол раскрыва большого зеркала (или параболоида); j0 - угол зрения на малое зеркало (или угол раскрыва эквивалентного параболоида); f - фокусное расстояние большого зеркала (или параболоида); fЭ - фокусное расстояние эквивалентного параболоида; rj - расстояние до второго фокуса гиперболоида; ry - расстояние до первого фокуса гиперболоида; D - диаметр раскрыва большого зеркала (или параболоида); d - диаметр раскрыва малого зеркала (или гиперболоида).
Эксцентриситет гиперболического зеркала определяется соотношением:
(2.1.)
И поскольку для нашей антенны выбраны j0 =15, а y0 0=90, то значение эксценнтриситета e=1,303.
С учётом того, что нам заданы: ширина диаграммы направленности по уровню (-3дБ), т.е. Dq -3дБ =1,5 и уровень боковых лепестков d =-23 дБ, рассчитаем диаметр большого зеркала D воспользовавшись соотношением:
(2.2.) - где lс в длина волны в свободном пространстве.
(2.3.) - где С - скорость света 3108 м/с, а F - заданная рабочая частота антенны 1 ГГц.
Таким образом, получаем расчётное значение диаметра раскрыва большого зеркала: D=12900,023мм.
Используя соотношение, связывающее диаметр раскрыва большого зеркала D, угол раскрыва большого зеркала y0 и фокусное расстояние большого зеркала F, найдём фокусное расстояние большого зеркала по формуле:
(2.4.)
Используя это значение, можно определить соотношение между диаметрами большого и малого зеркал:
Затем найти диаметр малого зеркала:
(2.5.)
Фокус малого зеркала следует вычислить по формуле:
,
фокус малого зеркала. мм.
Затем рассчитаем фокус эквивалентного параболоида fЭ по формуле:
(2.6.)
Найдём ry и rj по формулам:
409,9мм. (2.7.)
2800,42мм. (2.8.)
Профиль сечения зеркал z(x) определяется для большого зеркала из уравнения параболоида вращения в прямоугольной системе координат (x, y, z), имеющего вид:
(2.9.)
а для малого зеркала из уравнения гиперболоида вращения:
(2.10.)
Здесь:
; ; c=ae
Выбор и ра?/p>