Схематические изображения конструкции однозеркальных антенн. Схемы расположения лучей в двузеркальных антеннах. Проектирование параболических зеркальных антенн, методы расчета поля излучения. Конструктивные особенности основных типов облучателей.
При низкой оригинальности работы "Проектирование зеркальных антенн для индивидуального приема спутниковых программ", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Наибольший интерес в настоящее время представляет прием телевидения в диапазоне 11…12 ГГЦ, для которого наиболее применимы параболические антенны, так как параболоид вращения отражает все падающие на его апертуру и параллельные его оси лучи в одну точку, называемую фокусом. Таким образом, антенный параболоид, строго говоря, не представляет собой антенну в ее понимании преобразователя напряженности электромагнитного поля в напряжение сигнала. Параболоид представляет собой лишь отражатель радиоволн, концентрируя их в фокусе, куда и должна быть помещена сама антенна.Однозеркальные антенны с зеркалом 1 в виде параболоида вращения (рис. 1,б), в фокусе которых установлены облучатели 2, формируют близкие к осесимметричной ДН в широкой полосе частот. Для формирования плоских и многолучевых ДН с большим углом охвата в одной плоскости применяют зеркала в виде параболического цилиндра 1 (рис. Ассиметричные и цилиндрические двузеркальные антенны в отличие от однозеркальных при заданной ДН облучателя путем модификации формы зеркал позволяют достаточно точно реализовать требуемую ДН антенн и получить большой КУ. При проектировании многоканальных зеркальных антенн для уменьшения затенения апертуры зеркала сложной облучающей системой в однозеркальных антеннах или главного зеркала вспомогательным в двузеркальных используют конструкции с вынесенным облучателем (рис.Если облучатель имеет векторную ДН по полю и фазовый центр излучения, то распределение поля в раскрыве имеет вид Электрическое поле излучения в дальней зоне где - координаты точки В в раскрыве, связанные (1) с координатами соответствующей точки А на зеркале (см. рис. Например, во многих важных для практики случаях Es хорошо аппроксимируется осесимметричным распределением для которого нормированная ДН осесимметричной зеркальной антенны где - относительный уровень поля на краю раскрыва; - лямбда-функция п-го порядка, - функция Бесселя n-го порядка (рис. Зависимости максимального уровня бокового излучения q1 разностной ДН по полю и КИП антенны по разностному каналу от параметров амплитудного распределения (7) показаны на Рис. 7), можно определить в виде суммы краевых волн, возникающих при первичной и вторичной дифракциях поля облучателя (соответственно лучи и ), однократно отраженных от зеркала краевых волн первичной дифракции (например, луч ), и лучевого разложения первичного поля облучателя, уходящего за зеркало.В качестве облучателей зеркальных антенн используют практически все типы слабонаправленных антенн - вибраторные, щелевые, рупорные, спиральные и т. п. Облучатель должен иметь фазовый центр, минимальные поперечные размеры, электрическую прочность и частотные свойства в соответствии с аналогичными параметрами антенны, а также механическую прочность, стабильность параметров при изменении метеоусловий и допускать герметизацию тракта. Вибраторные облучатели состоят из активного вибратора и контррефлектора в виде металлического диска или пассивного вибратора. При разработке рупорно-волноводных облучателей, оптимально возбуждающих зеркало в широкой полосе частот (до 50%), стали применять круглые волноводы с коаксиальными насадками, обладающие симметричной ДН до уровня-18 ДБ (рис. В таких облучателях эффективно возбуждаются гибридная, волна , силовые линии Е и Н которой почти не искривляются в поперечном сечении, что обеспечивает осевую симметрию ДН облучателя и практическое отсутствие кроссполяризации.Плотность потока излучения в апертуре равна плотности потока излучения в соответствующей точке зеркала, так как между зеркалом и апертурой лучи параллельны. Поэтому по ДН облучателя можно найти нормированное амплитудное распределение в раскрыве [4]: Сделаем дополнительные преобразования: . В целях получения лучших характеристик антенны (малые размеры и себестоимость, большее усиление) найдем оптимальный угол раскрыва , при котором коэффициент использования поверхности (КИП), а, следовательно, КНД максимальны. Приняв , получим по максимуму функции: Зная и задавая значение , можно найти нормированное распределение амплитуды по раскрыву, которое затем аппроксимируется: Подобрав значения и , ДН зеркальной антенны находят по формуле: где - угловая переменная, - лямбда-функции, которые просто связаны с обычными функциями Бесселя: Набрав все необходимые формулы в Mathcad, методом подбора нашел такое , при котором ширина главного лепестка на уровне половинной мощности , уровень боковых лепестков . При таком значении нормированное распределение амплитуды по раскрыву показано на рис.19.Зеркальные антенны - антенны, в которых для фокусирования высокочастотной электромагнитной энергии используется явление зеркального отражения от криволинейных металлических поверхностей (зеркал). По размерам зеркало значительно превосходит длину волны.
План
Содержание
Введение
1. Основные типы зеркальных антенн
2. Параболические зеркальные антенны
3. Облучатели
4. Расчет зеркальных антенн
Заключение
Список использованных источников
Вывод
Зеркальные антенны - антенны, в которых для фокусирования высокочастотной электромагнитной энергии используется явление зеркального отражения от криволинейных металлических поверхностей (зеркал). По размерам зеркало значительно превосходит длину волны. Основные модификации Зеркальные антенны определяются количеством отражателей: известны одно-, двух- и трехзеркальные антенны. Конструктивно зеркальные антенны выполняют в виде металлических или металлизированных поверхностей различной формы. Для снижения массы зеркал и уменьшения давления ветра (парусности) на их поверхность зеркала нередко изготавливают не из сплошного материала, а из сетки проводов или параллельных пластин, а также из перфорированных металлических листов. Применяют зеркальные антенны следующих типов: параболические антенны, Кассегрена антенны , рупорно-параболические антенны, сферические антенны, перископические антенны, зеркальные апланатические антенны и другие.
