Теория физических полей. Зеркальная параболическая антенна со спиральным облучателем - Курсовая работа

Содержание

Введение….… 3

Расчёт облучателя ….… 4

Расчёт зеркала … 11

Расчёт вращающегося сочленения …. 19

Выбор линии питания … 23

Электрическая схема антенны …. 24

Расчёт КПД, КНД и КУ ….…. 25

Описание конструкции ….… 26

Список литературы … ….…. 28

Введение (выдержка)

В настоящее время зеркальные антенны широко применяются в радиостанциях различного назначения – радиолокационных, навигационных, радиорелейных и в ряде других радиосистем СВЧ диапазона.

Зеркальные антенны являются антеннами оптического типа. Они состоят из облучателя и отражающего металлического или металлизированного зеркала. Облучатель располагается в центре зеркала и представляет собой слабонаправленный излучатель. Отражающее зеркало может быть выполнено в виде параболоида вращения или может иметь специальный профиль, обеспечивающий получение требуемой диаграммы направленности.

Зеркальные антенны нашли широкое применение благодаря следующим свойствам: сравнительной простоте конструкции; надёжности работы; надёжности работы; хорошим диапазонным свойствам (определяется диапазонностью облучателя); способности формировать диаграммы направленности различной формы.

Однако зеркальные антенны обладают рядом существенных недостатков. Механический способ широкоугольного сканирования требует громоздких и тяжёлых механизмов вращения. Уровень первых боковых лепестков составляет 15÷26 дБ.

В современных конструкциях зеркальных антенн могут быть приняты меры для ослабления или устранения вышеперечисленных недостатков.

Данная работа посвящена расчету зеркальной антенны.

Основная часть (выдержка)

Для расчёта диаграммы направленности параболической антенны необходимо найти амплитудное распределение поля в раскрыве зеркала. По известной диаграмме направленности облучателя, используя метод геометрической оптики, можно рассчитать распределение амплитуды поля в раскрыве зеркала из соотношения

где нормированная диаграмма направленности облучателя.

Формулы для расчёта диаграммы направленности синфазных круглых раскрывов известны только для относительно простых функций распределения поля вдоль раскрыва антенны. Вследствие этого приходится найденное распределение амплитуды поля в раскрыве зеркала аппроксимировать одной из функций, для которых известны направленности, УБЛ и другие параметры.

Построим на одном графике распределение амплитуды поля в раскрыве зеркала и несколько аппроксимирующих функций, положив (нормированное значение поля на краях раскрыва зеркала). Тем самым можно определить функцию, максимально точно совпадающую с реальным распределением поля.

Для неё известно обеспечивающий необходимый УБЛ

При уровень первого бокового лепестка -19,8 (дБ)

Ширина ДН на уровне половинной мощности (град)

Заключение (выдержка)

Зеркальную параболическую антенну со спиральным облучателем можно разделить на несколько основных частей: параболическое зеркало, спиральный облучатель с согласующим устройством, питающий фидер и вращающееся сочленение.

Материалом для изготовления зеркала могут послужить алюминиевые сплавы (АМГ, АМГ2М, АМГ3М,1105) или оцинкованная сталь. Все компоненты подвески, базы и зеркала подвергаются антикоррозионной обработке методом гальванического цинкования, методом горячего цинкования, с дальнейшей покраской методом порошкового напыления в электростатическом поле. В конструкции крепления облучателя предусмотрена возможность перемещения облучателя при настройке (фазовый центр облучателя должен располагаться в фокусе параболоида). В качестве каркаса спиральной антенны можно применить твёрдый пенопласт, так как диэлектрическая проницаемость пенопласта практически равна диэлектрической проницаемости воздуха. В качестве экрана можно применить алюминий. В питающей линии применены стандартные узлы – фидер и разъёмы для унификации конструкции и упрощения ремонта.

Литература

1. Антенны и устройства СВЧ. Расчёт и проектирование антенных решёток и их излучающих элементов. Под редакцией профессора Воскресенского Д.И. – М.: Изд-во «Советское радио», 1972, стр. 320

2. Пособие к курсовому проектированию по антенно-фидерным устройствам. Часть II. редакцией профессора Воскресенского Д.И. – М.: Изд-во «МАИ», 1973, стр. 126

3. Антенны и устройства СВЧ. Д.И. Воскресенский, В.Л. Гостюхин, В.М. Максимов, Л.И. Пономарёв; под редакцией Воскресенского Д.И. – М.: Изд-во «МАИ», 1999, стр. 528

4. Антенны и устройства СВЧ. Для радиотехнич. спец. вузов. Сазонов Д.М. – М.: Изд-во «Высшая школа», 1988, стр. 432

5. Антенны УКВ. Под редакцией Г.З. Айзенберга. В 2–х частях. Часть 2. – М.: Изд-во «Связь», 1977, стр. 288

6. Конструирование и конструкции устройств СВЧ: учебное пособие. Попов В.В. – М.: Изд-во «МАИ», 1992, стр. 56

Примечания

чертеж в программе Компас "Параболическая зеркальная антенна со спиральным облучателем"