Зеркальная антенна

Содержание

Содержание


Введение 2


Главная часть 3


Заключение 25


Прибавление 1 26


Перечень использованной литературы 27





Введение


Зеркальной антенной именуют совокупа слабонаправленного облучателя и железного отражателя(зеркала). Выкройка поверхности зеркала выбирается таковой, чтоб круглый фронт волны, падающей от облучателя на зеркало, опосля отображения преобразовывался в тонкий фронт волны. С позиций геометрической оптики лучи, расходящиеся от облучателя, опосля отображения от зеркала образуют синхронный пучок, создавая остронаправленную диаграмму направлению. Сообразно форме зеркала зеркальные антенны делятся на параболоид вращения, параболический цилиндр, а еще антенны со особым профилем зеркала.


Зеркальные антенны имеют все шансы сформировывать игольчатые диаграммы направлению, веерные, косекансные либо диаграммы иного особого вида. Широта игольчатой диаграммы направлению может сочинять от 10-ка по частей градуса.


Широкоугольное сканирование в однозеркальных антеннах исполняется механическим вращением всей антенной системы в данной плоскости, а сканирование в пределах нескольких ширин диаграмм направлению исполняется электромеханическим методом вращением облучателя, вынесенного за фокус-покус параболоида.


В настоящее время зеркальные антенны обширно используются в радиостанциях разного назначения - радиолокационных, навигационных, радиорелейных и в ряде остальных радиосистем СВЧ спектра.


В подлинной работе нужно запроектировать зеркальную антенну в облике параболоида вращения.





Главная часть


Исходные данные:


Длина волны ?=2. 5 см


Широта диаграммы направлению по половинной мощности 2 ?0. 5=2. 5 град


Степень главного бокового лепестка ?1=-20 Дб


Коэффициент направленного деяния облучателя D=6





Принимаем сравнительный степень на краю зеркала, исходя из уровня главного бокового лепестка, 10 дБ.


Рассчитаем характеристики пирамидального рупора, используемого в качестве облучателя.


Коэффициент направленного деяния рупора приблизительно определяется:


,


в каком месте ap и bp - габариты раскрывa рупора в плоскостях H и E поэтому.


- апертрный КИП, подневольность которого от условного уровня на краю зеркала приведена на рисунке 1.














Набросок 1.





Этак как нужно воспринимать ap =1. 5bp, тогда:











Отседова приобретаем bp:








Тогда:





ap =1. 5bp= 1. 5*3. 15=4. 73 см.





Лучшая длинна рупорного облучателя определяется, исходя из неравенства:








Отседова:








Избираем RОПТ=2. 5 см.





В качестве облучателя нужно использовать пирамидальный рупор. Диаграмму направлению маленького рупора разрешено уволить при поддержке последующих приближенных соотношений:











В каком месте , нормированные диаграммы направлению сообразно напряжённости поля в плоскостях E и H поэтому;


- угол, отсчитываемый от направленности максимума диаграммы направлению;


- волновое количество.





Найдём смысл волнового числа k:








С учетом смысла волнового числа диаграммы направлению рупорного облучателя приведены на рисунках 2. 1,2. 2, смысла функций - в таблицах.


Для плоскости Е:





Набросок 2. 1














1. 0 1


2. 6,206897 0,035807


3. 12,413793 0,006232


4. 18,62069 0,016422


5. 24,827586 0,012695


6. 31,034483 0,003941


7. 37,241379 0,003509


8. 43,448276 0,006844


9. 49,655172 0,006352


10. 55,862069 0,003801


11. 62,068966 0,0009307482


12. 68,275862 -0,001266


13. 74,482759 -0,002533


14. 80,689655 -0,003043


15. 86,896552 -0,003089


16. 93,103448 -0,002916


17. 99,310345 -0,002672


18. 105,517241 -0,002409


19. 111,724138 -0,002115


20. 117,931034 -0,001742


21. 124,137931 -0,001242


22. 130,344828 -0,0006031335


23. 136,551724 0,0001082701


24. 142,758621 0,0007317216


25. 148,965517 0,001058


26. 155,172414 0,0009466965


27. 161,37931 0,0004539999


28. 167,586207 -0,0001365149


29. 173,793103 -0,0004757084


30. 180 -0,0004126516








Для плоскости Н:





Набросок 2. 2














1. 0 1


2. 6. 206897 0,072969


3. 12. 413793 0,015223


4. 18,62069 -0,006046


5. 24,827586 -0,014596


6. 31,034483 -0,015814


7. 37,241379 -0,012839


8. 43,448276 -0,008095


9. 49,655172 -0,003309


10. 55,862069 0,0005448207


11. 62,068966 0,003136


12. 68,275862 0,00456


13. 74,482759 0,005109


14. 80,689655 0,005109


15. 86,896552 0,004826


16. 93,103448 0,004438


17. 99,310345 0,004038


18. 105,517241 0,003655


19. 111,724138 0,003276


20. 117,931034 0,002861


21. 124,137931 0,002366


22. 130,344828 0,001761


23. 136,551724 0,00105


24. 142,758621 0,0002867266


25. 148,965517 -0,0004223325


26. 155,172414 -0,0009433415


27. 161,37931 -0,001162


28. 167,586207 -0,001044


29. 173,793103 -0,0006702607


30. 180 -0,0002203519





Как разрешено созидать из представленных графиков и значений, диаграммы направлению отличаются некординально.





Определим угол раскрыва зеркала:








В каком месте Rn поперечник главного еркала, -фокусное расстояние








Фокусное отдаление выбирается из соотношения:








Отседова:








Тогда:





Отседова:





Профиль параболы определяется в сферических координатах зависимостью





Расплата профиля зеркала проведен при поддержке средств Excel, итоги приведены ниже в таблице 1 и на рисунке 2.





Матрица 1





f0 ? ?( рад) ?


0,11 130 2,268928 0,61588


0,11 120 2,094395 0,44


0,11 110 1,919862 0,334357


0,11 100 1,745329 0,26623


0,11 90 1,570796 0,22


0,11 80 1,396263 0,18745


0,11 70 1,22173 0,163932


0,11 60 1,047198 0,146667


0,11 50 0,872665 0,133919


0,11 40 0,698132 0,124572


0,11 30 0,523599 0,117898


0,11 20 0,349066 0,11342


0,11 10 0,174533 0,110842


0,11 0 0 0,11


0,11 10 0,174533 0,110842


0,11 20 0,349066 0,11342


0,11 30 0,523599 0,117898


0,11 40 0,698132 0,124572


0,11 50 0,872665 0,133919


0,11 60 1,047198 0,146667


0,11 70 1,22173 0,163932


0,11 80 1,396263 0,18745


0,11 90 1,570796 0,22


0,11 100 1,745329 0,26623


0,11 110 1,919862 0,334357


0,11 120 2,094395 0,44


0,11 130 2,268928 0,61588





Набросок 3


Нормированное смысл амплитуды поля в раскрыве определится выражением:





В каком месте - нормированная диаграмма направлению облучателя.


Для плоскостей Н и Е соответсвенно:

Выдержка

Введение

Зеркальной антенной именуют совокупа слабонаправленного облучателя и железного отражателя(зеркала). Выкройка поверхности зеркала выбирается таковой, чтоб круглый фронт волны, падающей от облучателя на зеркало, опосля отображения преобразовывался в тонкий фронт волны. С позиций геометрической оптики лучи, расходящиеся от облучателя, опосля отображения от зеркала образуют синхронный пучок, создавая остронаправленную диаграмму направлению. Сообразно форме зеркала зеркальные антенны делятся на параболоид вращения, параболический цилиндр, а еще антенны со особым профилем зеркала.

Зеркальные антенны имеют все шансы сформировывать игольчатые диаграммы направлению, веерные, косекансные либо диаграммы иного особого вида. Широта игольчатой диаграммы направлению может сочинять от 10-ка по частей градуса.

Широкоугольное сканирование в однозеркальных антеннах исполняется механическим вращением всей антенной системы в данной плоскости, а сканирование в пределах нескольких ширин диаграмм направлению исполняется электромеханическим методом – вращением облучателя, вынесенного за фокус-покус параболоида.

В настоящее время зеркальные антенны обширно используются в радиостанциях разного назначения - радиолокационных, навигационных, радиорелейных и в ряде остальных радиосистем СВЧ спектра.

В подлинной работе нужно запроектировать зеркальную антенну в облике параболоида вращения.



Главная часть

Исходные данные:

Длина волны ?=2. 5 см

Широта диаграммы направлению по половинной мощности 2 ?0. 5=2. 5 град

Степень главного бокового лепестка – ?1=-20 Дб

Коэффициент направленного деяния облучателя D=6



Принимаем сравнительный степень на краю зеркала, исходя из уровня главного бокового лепестка, 10 дБ.

Рассчитаем характеристики пирамидального рупора, используемого в качестве облучателя.

Коэффициент направленного деяния рупора приблизительно определяется:

,

в каком месте ap и bp - габариты раскрывa рупора в плоскостях H и E поэтому.

- апертурный КИП, подневольность которого от условного уровня на краю зеркала приведена на рисунке 1.









Набросок 1.



Этак как нужно воспринимать ap =1. 5bp, тогда:







Отседова приобретаем bp:







Тогда:



ap =1. 5bp= 1. 5*3. 15=4. 73 см.



Лучшая длинна рупорного облучателя определяется, исходя из неравенства:

Литература

1. Ерохин Г. А. , Чернышов О. В. , Козырев Н. Д. , Кочержевский В. Г. АФУ и РРВ. -М. :Радио и ассоциация; 1989, - 352 с.


2. Долуханов М. П. РРВ. -М. ; Ассоциация, 1972. - 336 с.


3. Черенкова Е. Л. , Чернышов О. В. Распределение радиоволн,-М. :Радио_ и ассоциация,\' 1984. -272 с.


4. Кочержевский Г. Н. Антенно-фидерные устройства. -М. : Ассоциация, 1972.


472 с.


5. Антенны и устройства СВЧ/Под редакцией Воскресенского Д. И. ~ \'М. ;Сов, Радио, 1972. - 320 с.


6. Айзенберг Г. 3. и др. Антенны УКВ, В 2-х ч. 4. 1. -М. : Ассоциация, 1977. -384 с.


7. Кочержевский Г. Н. , Ерохин Г. А. , Козырев Н. Д. Антенно-фидерные устройства. -М: Радио и ассоциация, 1989. - 352 с.


8. Гайнутдинов Т. А. , Кочержевский В. Г. Антенно-фидерные устройства и распределение радиоволн в системах сменный радиосвязи. Учебное пособие/МТУСИ, 2003.


9. Сазонов Д. М. Антенны и устройства СВЧ. -М. : Верховная школа, 1988.

Больше работ по теме: