Определение геометрических размеров параболического зеркала

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Техническое задание
Исходные данные
Выбор фидера. Определение шумовой температуры фидерного тракта Т_афу и КПД
Определение диаметра раскрыва
Определение угла раскрыва и фокусного расстояния зеркальной антенны
Расчет геометрических и электродинамических характеристик облучателей.
Распределение поля в апертуре зеркала
Расчет пространственной диаграммы направленности и определение параметров параболической антенны
Расчет полного коэффициента использования площади, эффективной площади, коэффициента направленного действия и коэффициента усиления антенны
Конструктивный расчёт антенны. Расчет профиля зеркала
Выбор конструкции зеркала
Определение допусков на неточность изготовления
Сопоставление расчетного и заданного уровня боковых лепестков, выработка рекомендаций для обеспечения соответствия этих уровней
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Параболические антенны в последнее время находят все более широкое применение в космических и радиорелейных линиях связи. В 1888 году известный немецкий физик Г. Герц, в своих опытах по СВЧ оптике впервые применил в качестве фокусирующего устройства параболический цилиндр. Интерес к зеркальным антеннам не ослабевает и в наши дни в связи со стремительным развитием космических радиотехнических систем и комплексов.

Достаточная простота и легкость конструкции, возможность формирования самых разнообразных диаграмм направленности, высокий КПД, малая шумовая температура – вот основные достоинства, зеркальных антенн, обуславливающих их широкое применение в современных радиосистемах.

Целью данной курсовой является освоение методики проектирования зеркальных параболических антенн: определение их основных электродинамических параметров и конструктивный расчет. В курсовой работе определение поля излучения параболической антенны производится апертурным методом, который широко применяем при проектировании зеркальных антенн.

Техническое задание

Выбор фидера. Определение шумовой температуры фидерного тракта Т_афу и КПД.

1. расчет геометрических параметров параболоида:

2. диаметров раскрыва;

3. оптимизация геометрии антенны по максимальному отношению сигнал/шум;

4. аппроксимация аналитического вида ДН облучателя функцией вида cosⁿ^/2φ и выбор числа n;

5. определение угла раскрыва и фокусного расстояния.

Расчет геометрических и электродинамических параметров облучателя.

1. Расчет распределения поля в апертуре зеркала.

2. Расчет ДН параболической антенны.

3. Вычисление шумовых температур антенной системы.

Расчет полного коэффициента использования площади, эффективной площади, КНД и КУ антенны.

Конструктивный расчет антенны:

1. расчет профиля зеркала;

2. выбор конструкции зеркала;

3. определение допусков на точность изготовления зеркала и установки облучателя.

Сопоставление расчетного и заданного уровня боковых лепестков, выработка рекомендации для обеспечения соответствия этих уровней.

Исходные данные

Рабочая частота f – 1,4 ГГц

Ширина ДН на уровне половины мощности 2Q_0,5^Н – 57 мрад

Ширина ДН на уровне половины мощности 2Q_0,5^Е – 62 мрад

Тип облучателя – Рупор пирамидальный

Уровень боковых лепестков – 19дБ

Средняя яркостная температура неба Т_НСР– 7 ^°К

Температура шумов приёмника Т_пр – 2300 ^°К

Длина фидерной линии l_ф – 7 м

Определение геометрических размеров параболического зеркала

Выбор фидера. Определение шумовой температуры фидерного тракта Т_афу и КПД.

Из справочника выберем кабель типа РК–75–60–62 с коэффициентом затухания для f = 1,4 ГГц,

Таблица 1

Основные хар-ки	РК 75-60-62
Номинальное волновое сопротивление, Ом
Макс. рабочая частота, ГГц	1,5
Коэф. затухания на частоте: 100 МГц, дБ/м / 800 МГц, дБ/м	0,005 0,020
КСВHmax в диапазоне частот (40–800 МГц), не более	1,2
Допускаемая мощность на частоте: 100 МГц, кВт / 800 МГц, кВт
Макс. наружный диаметр, мм
Номинальная масса, кг/м	2,4
Радиус 5-кратного изгиба, мм