Розрахунок рупорно-параболічної антени - Курсовая работа

5.2 Визначення КНД антениУ радіорелейних системах прямої видимості, тропосферних і супутникових системах передачі використовується достатньо широкий парк антен. До апертурним відносяться однозеркальні і двохзеркальні параболічні, рупорно-параболічні і рупорно-лінзові антени, перископні антенні системи і пасивні ретранслятори. 1) є окремим випадком осенесимметричной параболічної антени, у якої випромінюючий рупор 2 збільшений в розмірах і обєднаний в єдину конструкцію з дзеркалом, що відображає, 1, що є частиною параболоїда обертання. Закрита конструкція дозволяє отримати виключно низький рівень бічного випромінювання (прийому) в порівнянні з іншими типами антен і високий КНД (65...75 дб). Для поліпшення направлених властивостей антена забезпечується екранами, розташованими на бічних і верхньою кромках її розкрива.Внизу рупорної частини антени встановлений рупорний перехід, що слугує для сполучення з вертикально розташованим живлячим хвилеводом. Для РПА конічного типу випромінюючий розкрив антени S2 є кругом радіусу r. Внизу конічного рупора антени розташований рупорний перехід, що слугує для сполучення з вертикально розташованим живлячим хвилеводом. В нашому випадку, беручи до уваги вигідний діапазон роботи антени та підходящий для заданої технічним завданням відстані коефіцієнт підсилення обираємо рупорно бараболічну антену пірамідального типу. На практиці такі антени почали широко використовуватися при побудові безпровідних ліній передачі в країнах СНД і часто досі експлуатуються (хоча і замінюються або іншими типами антен, або вдосконаленими моделями вищеназванних).Робочу смугу частот антени, що працює на прийом і передачу можна визначити по наступній рівностіНаявність різних предметів у поле випромінювання антен приводить до перерозподілу електромагнітного поля в просторі й до зміни параметрів антен. Найбільше часто поблизу антен перебувають плоскі провідні поверхні й особливо часто Земля. Основним критерієм для розрахунку висоти підвісу антен є умова відсутності екранування перешкодами мінімальної зони Френеля при субрефракції радіохвиль. Як відомо, основна частина енергії передається «усередині» мінімальної (першої) зони Френеля, що представляє собою еліпсоїд обертання з фокусами в точках передачі/прийому.Раніше було отримано, що: Робочий діапазон частот визначимо, як: , саме ці частоти були обрані як граничні, оскільки ширина смуги спектра стосовно робочої частоти становить частку близько 0,01%, що свідомо менше погрішності розрахунків. · Робоча довжина хвилі: · Максимальна довжина хвилі: · Мінімальна довжина хвилі: Для визначення характеристик антени використаємо найбільш характерні значення робочих параметрів апаратури РРЛ. Коефіцієнт, що визначає електричні параметри апаратур при передачі телефонії (смуга сигналу 0.1 МГЦ припускає використання системи саме для цих цілей): . множник ослаблення вільного простору, дорівнює відношенню напруженості поля, спостережуваного в місці прийому при поширенні радіохвиль із урахуванням впливу землі й тропосфери, до напруженості поля в тім же місці при поширенні радіохвиль у вільному просторі. Приймаючи (найбільш типове значення), КПД антенно-фідерного тракту відповідно до згаданої формули: або Тоді, коефіцієнт підсилення антени (при цьому візьмемо мінімальну довжину хвилі й отримаємо мінімально необхідний КНД і коефіцієнт підсилення, що задовольнить технічному завданню, оскільки передача сигналу йде на двох частотах) буде: ;Коефіцієнт спрямованої дії визначається зі співвідношення: Знайдемо звідси S: (беремо максимальну довжину хвилі, для того щоб задовольнити умові передачі сигналів на двох різних частотах) Ефективна площа антени: Перейдемо до безпосереднього розрахунку розмірів конструкції антени. При цьому позначення розмірів приймемо відповідно мал.1. При великому куті розкрива погіршується узгодження й збільшується нерівномірність амплітудного розподілу поля в розкриві РПА по вертикалі. Для одержання рівних середніх розмірів розкрива РПА у вертикальній і горизонтальній площинах, радіуси розкрива будемо визначати по формулах: [1,стор.Характеристики направленності РПА в першому наближенні можна розраховувати в площинах Е и Н відповідно по формулах антени із прямокутним розкривом. У площині Н (приймаючи косинусоїдальний розподіл): У площині Е (прийнявши рівноамплітудний розподіл): , але для наближених розрахунків у площині Е можна використати формулу: [1,стор. Як видно з наведених графіків (отриманих за допомогою системи мат. обчислення Mathcad14) , ДНА істотно не змінилися в Е-площині при девиації частоти. Для Н-площини використовується наступна формула: (11) Формули для визначення амплітуд поля в розкриві будуть мати такий вигляд: У площині Н (прийнявши косинусоїдальний розподіл)Виконана курсова робота передбачала розразунок рупорно параболічної антени, яка могла б успішно інсталюватися в станції радіорелейних ліній. Умовою технічного завдання було розташування радіорелейних станцій на відстані 45 км.

Зміст

Вступ

1. Порівняльна характеристика антен

2. Вибір типу антени

3. Вибір конструкції антени

4. Розрахунок конструкції антени й висоти її установки над поверхнею Землі

4.1 Розрахунок робочої частоти

4.2 Розрахунок висоти установки над поверхнею землі

4.3 Визначення необхідного коефіцієнта підсилення антени

4.4 Розрахунок конструкції антени і її геометричних розмірів

5. Розрахунок параметрів і характеристик антени