Top100
Ïîèñê ðåôåðàòîâ [+]

Ñòóäèê.ðó / Ðåôåðàòû / Ðàäèîýëåêòðîíèêà /

Ìàëîøóìÿùèå îäíîçåðêàëüíûå ïàðàáîëè÷åñêèå àíòåííû

ÀËÌÀÒÈÍÑÊÈÉ ÈÍÑÒÈÒÓÒ ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÈ È ÑÂßÇÈ

Êàôåäðà "Ðàäèîòåõíèêà"

Êóðñîâàÿ ðàáîòà

Ïî êóðñó ÀÍÒÅÍÍÎ-ÔÈÄÅÐÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ È ÐÀÑÏÐÎÑÒÐÀÍÅÍÈÅ ÐÀÄÈÎÂÎËÍ.

"ÌÀËÎØÓÌßÙÈÅ ÎÄÍÎÇÅÐÊÀËÜÍÛÅ ÏÀÐÀÁÎËÈ×ÅÑÊÈÅ ÀÍÒÅÍÍÛ"

Âûïîëíèëà: ñòóäåíòêà ãðóïïû ÐÐÒó 98 Ñàðêååâà Ã. ×. Øèôð 988705 Ïðîâåðèë: äîöåíò êàôåäðû ÐÒ Ãîí÷àðîâ Â.Ë.

ÀËÌÀÒÛ 2000 ÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÎÅ ÇÀÄÀÍÈÅ:

×àñòîòà ñèãíàëà ãåíåðàòîðà, ïîäâîäèìîãî ê àíòåííå f, ÃÃö 10.0 Øèðèíà ãëàâíîãî ëåïåñòêà ÄÍ íà óðîâíå ïîëîâèííîé Ìîùíîñòè 2,ìðàä 2 57 2 62 Óðîâåíü áîêîâûõ ëåïåñòêîâ, äÁ -19 Òèï îáëó÷àòåëÿ Ðóïîð êîíè÷åñêèé Äëèíà ôèäåðíîé ëèíèè L, ì 11

ÂÂÅÄÅÍÈÅ. Äàííàÿ êóðñîâàÿ ðàáîòà ïîñâÿùåíà ðàñ÷¸òó çåðêàëüíûõ ïàðàáîëè÷åñêèõ àíòåíí, êîòîðûå ïðèìåíÿþò â ðàçëè÷íûõ äèàïàçîíàõ âîëí: îò îïòè÷åñêîãî äî êîðîòêîâîëíîâîãî, îñîáåííî øèðîêî â ñàíòèìåòðîâîì è äåöèìåòðîâîì äèàïàçîíàõ. Ýòè àíòåííû îòëè÷àþòñÿ êîíñòðóêòèâíîé ïðîñòîòîé, âîçìîæíîñòüþ ïîëó÷åíèÿ ðàçëè÷íûõ ÄÍ, õîðîøèìè äèàïàçîííûìè ñâîéñòâàìè è ò.ä. Ñóùåñòâóþò ðàçëè÷íûå òèïû çåðêàëüíûõ àíòåíí: ïàðàáîëè÷åñêèå çåðêàëà (ïàðàáîëîèä, óñå÷¸ííûé ïàðàáîëîèä è ïàðàáîëè÷åñêèé öèëèíäð), ñôåðè÷åñêèå çåðêàëà, ïëîñêèå è óãëîâûå çåðêàëà, çåðêàëüíûå àíòåííû ñïåöèàëüíîé ôîðìû, äâóõ- è ìíîãîçåðêàëüíûå àíòåííû, çåðêàëüíî-ðóïîðíûå àíòåííû. Çåðêàëüíàÿ ïàðàáîëè÷åñêàÿ àíòåííà ñîñòîèò èç ìåòàëëè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè, âûïîëíåííîé â âèäå ïàðàáîëîèäà âðàùåíèÿ è íåáîëüøîé ñëàáîíàïðàâëåííîé àíòåííû îáëó÷àòåëÿ, óñòàíîâëåííîé â ôîêóñå ïàðàáîëîèäà è îáëó÷àþùåé âíóòðåííþþ ïîâåðõíîñòü ïîñëåäíåãî. Ïàðàáîëè÷åñêàÿ ïîâåðõíîñòü îáðàçóåòñÿ â ðåçóëüòàòå âðàùåíèÿ ïàðàáîëû ñ ôîêóñîì â òî÷êå F âîêðóã îñè Z. Ïî çàäàíèþ, ÿ ðàññ÷èòûâàëà îáëó÷àòåëü òèïà ðóïîðà êîíè÷åñêîãî. Òàêîé ðóïîð íà êîíöå âîëíîâîäà ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü ïðîñòðàíñòâåííóþ ÄÍ, ñðàâíèòåëüíî ñèììåòðè÷íóþ îòíîñèòåëüíî îñè çåðêàëà. Òàêîé îáëó÷àòåëü èìååò áîëåå óçêóþ ÄÍ, ÷åì âîëíîâîäíûé, è ïîýòîìó ìîæåò ïðèìåíÿòüñÿ â ñëó÷àÿõ áîëåå äëèííîôîêóñíûõ ïàðàáîëîèäîâ. Ðóïîðíûé îáëó÷àòåëü èìååò çíà÷èòåëüíî ìåíüøåå èçëó÷åíèå â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè, ÷åì âîëíîâîäíûé. Ïðèìåíåíèå ðóïîðíîãî îáëó÷àòåëÿ ñ ôàçèðóþùåé ñåêöèåé ïîçâîëÿåò ñ ïîìîùüþ çåðêàëà ïîëó÷èòü âðàùàþùóþñÿ ïîëÿðèçàöèþ.  äàííîì êóðñîâîì ïðîåêòå îïðåäåëåíèå ïîëÿ èçëó÷åíèÿ ïàðàáîëè÷åñêîé àíòåííû ïðîèçâîäèòñÿ àïåðòóðíûì ìåòîäîì, øèðîêî ïðèìåíÿåìûì ïðè ïðîåêòèðîâàíèè çåðêàëüíûõ àíòåíí. Òåõíè÷åñêèå ïàðàìåòðû, çàäàííûå äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ àíòåííû, ïðèâîäÿòñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ Ðåãëàìåíòîì ðàäèîñâÿçè è îòâå÷àþò ïðàêòè÷åñêèì òðåáîâàíèÿì ê ñîâðåìåííûì ñèñòåìàì ðàäèîñâÿçè. Ñïðîåêòèðîâàííàÿ, â ñîîòâåòñòâèè ñ çàäàííûìè ïàðàìåòðàìè àíòåííà ìîæåò ïðèìåíÿòüñÿ â çåìíûõ ñòàíöèÿõ ìàãèñòðàëüíîé ñïóòíèêîâîé ñâÿçè (Îðáèòà-2, Îðáèòà-2Ì, Ýëåêòðîíèêà 4-60, Ýëåêòðîíèêà 4-90 è ò. ä.), ìàëûõ ñòàíöèÿõ äëÿ òåëåôîíèè è ïåðåäà÷è äàííûõ (VSÀÒ), ñèñòåìàõ ñïóòíèêîâîãî òåëåâèçèîííîãî âåùàíèÿ (Eutelsat, Ãàëñ,Òålecom IIA, B, Tele-X, TVSat-2 è ò.ä.)

1. ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÃÅÎÌÅÒÐÈ×ÅÑÊÈÕ ÐÀÇÌÅÐÎÂÏÀÐÀÁÎËÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÇÅÐÊÀËÀ

1.1. Îïðåäåëåíèå äèàìåòðà ðàñêðûâà àíòåííû. Çåðêàëüíàÿ àíòåííà íàïðàâëåííàÿ àíòåííà, ñîäåðæàùàÿ ïåðâè÷íûé èçëó÷àòåëü è îòðàæàòåëü àíòåííû â âèäå ìåòàëëè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè (çåðêàëî).Ïàðàáîëè÷åñêàÿ çåðêàëüíàÿ àíòåííà ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 1.  ñëó÷àå ðàâíîìåðíî âîçáóæäåííîãî ðàñêðûâà ïàðàáîëè÷åñêîãî çåðêàëà øèðèíà äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè ïðèáëèæåííî îïðåäåëÿåòñÿ: 2˜1.02 , (1) ãäå 2- øèðèíà äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè íà óðîâíå ïîëîâèííîé ìîùíîñòè; - äëèíà âîëíû èçëó÷àåìîãî (ïðèíèìàåìîãî) àíòåííîé ðàäèîñèãíàëà; R ðàäèóñ ðàñêðûâà çåðêàëà (ðèñ.
1)

Ðèñ.1. Çåðêàëüíàÿ ïàðàáîëè÷åñêàÿ àíòåííà.

Îäíàêî, äîáèòüñÿ ðàâíîìåðíîãî âîçáóæäåíèÿ ðàñêðûâà ïðàêòè÷åñêè íå óäàåòñÿ. Èçâåñòíî, ÷òî êîýôôèöèåíò íàïðàâëåííîãî äåéñòâèÿ çåðêàëüíîé àíòåííû èìååò íàèáîëüøóþ âåëè÷èíó â òîì ñëó÷àå, åñëè àìïëèòóäà âîçáóæäàþùåãî ïîëÿ íà êðàþ ðàñêðûâà ñîñòàâëÿåò íå ìåíåå îäíîé òðåòè îò àìïëèòóäû ïîëÿ â öåíòðå ðàñêðûâà. Íåðàâíîìåðíîå âîçáóæäåíèå ðàñêðûâà çåðêàëà ïðèâîäèò ê íåêîòîðîìó ðàñøèðåíèþ ãëàâíîãî ëåïåñòêà äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè, òàê êàê óìåíüøàåòñÿ ýôôåêòèâíàÿ ïëîùàäü ðàñêðûâà. Êðîìå ýòîãî, íåîáõîäèìî èìåòü â âèäó, ÷òî ÷àùå âñåãî äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè çåðêàëüíûõ àíòåíí íå îáëàäàþò îñåâîé ñèììåòðèåé, (áîëüøèíñòâî èçëó÷àòåëåé ôîðìèðóþò îñåíåñèììåòðè÷íûå äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè), ò.å. øèðèíà ãëàâíîãî ëåïåñòêà â ïëîñêîñòÿõ Å è Í ðàçëè÷íà.  áîëüøèíñòâå ïðàêòè÷åñêèõ ñëó÷àåâ ýòî âëå÷åò çà ñîáîé ñëåäóþùåå èçìåíåíèå âûðàæåíèÿ (1): 2˜1.2 (2) 2˜1.3 (3) ãäå 2,2 - øèðèíà äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè ñîîòâåòñòâåííî Í è Å ïëîñêîñòÿõ. Òîãäà R äëÿ Í ïëîñêîñòè: (ì) R äëÿ Å ïëîñêîñòè: (ì)  ñâÿçè ñ òåì, ÷òî â çàäàíèè íà êóðñîâóþ ðàáîòó èìåþòñÿ äàííûå î øèðèíå äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè â îáåèõ ïëîñêîñòÿõ, èç âûðàæåíèé (2) è (3) îïðåäåëÿåì äèàìåòð ðàñêðûâà d=2R, ïðè, ÷åì, èç ïîëó÷åííûõ äâóõ çíà÷åíèé äèàìåòðà âûáèðàåì íàèáîëüøåå, ò.å.: d=2*0.315(ì), ñëåäîâàòåëüíî:=0.63(ì)

1.2 Îïðåäåëåíèå óãëà ðàñêðûâà è ôîêóñíîãî ðàññòîÿíèÿ çåðêàëüíîé àíòåííû.  çàâèñèìîñòè îò ðàçìåùåíèÿ îáëó÷àòåëÿ îòíîñèòåëüíî çåðêàëà ìîæíî ïîëó÷èòü, òî èëè èíîå çíà÷åíèå ÊÍÄ. Ïðè îïðåäåëåííîì îïòèìàëüíîì îòíîøåíèè R/f ÊÍÄ íàèáîëüøèé. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî êîëè÷åñòâî òåðÿåìîé ýíåðãèè çàâèñèò îò ôîðìû äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè îáëó÷àòåëÿ è îòíîøåíèÿ R/f. Ïðè óìåíüøåíèè îòíîøåíèÿ R/f îò îïòèìàëüíîãî ÊÍÄ óìåíüøàåòñÿ, ò.ê. óâåëè÷èâàåòñÿ ÷àñòü ýíåðãèè, ïðîõîäÿùåé ìèìî çåðêàëà. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, óâåëè÷åíèå ýòîãî îòíîøåíèÿ òàêæå ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ ÊÍÄ â ñâÿçè ñ áîëåå ñèëüíûì îòêëîíåíèåì çàêîíà ðàñïðåäåëåíèÿ âîçáóæäåíèÿ îò ðàâíîìåðíîãî; îïòèìàëüíîå çíà÷åíèå R/f îïðåäåëÿåòñÿ ïî àïðîêñèìèðîâàííîé íîðìèðîâàííîé äèàãðàììå íàïðàâëåííîñòè îáëó÷àòåëÿ (àïðîêñèìàöèÿ ôóíêöèåé âèäà F()=cos(), ãäå n îïðåäåëÿåò ñòåïåíü âûòÿíóòîñòè äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè îáëó÷àòåëÿ).Äëÿ ðóïîðíûõ îáëó÷àòåëåé çíà÷åíèÿ ïðèâîäèì â òàáëèöå íèæå:

NR/fí60.8…10.81

F()=cos()=cos Ðàñ÷åò àïðîêñèìàöèè äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè îáëó÷àòåëÿ ïðèâåäåí â ïðèëîæåíèè.  çàâèñèìîñòè îò çíà÷åíèÿ n îïðåäåëÿåì îïòèìàëüíóþ âåëè÷èíó îòíîøåíèÿ R/f. Áîëåå òî÷íîå çíà÷åíèå R/f îïðåäåëÿåì èç ãðàôèêîâ çàâèñèìîñòè ÊÈÏ í ?àðàáîëîèäà îò óãëà ðàñêðûâà ?, ïðè ðàçëè÷íûõ n. Èç âåëëè÷èíû îòíîøåíèÿ R/f ñ ó÷åòîì ðàñ÷åòíîãî R îïðåäåëÿåì çíà÷åíèå f: f=R/(0.8…1.0)=0.315/0.9=0.35 (ì) Óãîë ø ìîæåò áûòü ðàññ÷èòàí íà îñíîâå ñëåäóþùåãî ñîîòíîøåíèÿ: ø=2 arctg=2arctg=2 arctg(0.45)=48

2. ÐÀÑ×ÅÒ ÃÅÎÌÅÒÐÈ×ÅÑÊÈÕ È ÝËÅÊÒÐÎÄÈÍÀÌÈ×ÅÑÊÈÕ ÕÀÐÀÊÒÅÐÐÈÑÒÈÊ ÎÁËÓ×ÀÒÅËÅÉ.

Ðàñ÷åò ñâîäèòñÿ ê îïðåäåëåíèþ ãåîìåòðè÷åñêèõ ðàçìåðîâ îáëó÷àòåëÿ, ïðè êîòîðûõ óìåíüøåíèå àìïëèòóäû ïîëÿ íà êðàþ ðàñêðûâà çåðêàëà ïðîèñõîäèò äî îäíîé òðåòè àìïëèòóäû ïîëÿ â öåíòðå ðàñêðûâà è äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè îáëó÷àòåëÿ. Äèàãðàììó íàïðàâëåííîñòè êîíè÷åñêîãî ðóïîðà ðèñ(2) îïðåäåëÿåì êàê äëÿ èäåàëüíîé êðóãëîé èçëó÷àþùåé ïîâåðõíîñòè ðàäèóñîì a: F()=, ãäå J(sin) öèëèíäðè÷åñêàÿ ôóíêöèÿ Áåññåëÿ ïåðâîãî ðîäà, =- âîëíîâîå ÷èñëî. Ðàçìåðû îïòèìàëüíîãî êîíè÷åñêîãî ðóïîðà ñâÿçàííû ìåæäó ñîáîé l=. Ðàäèóñ àïåðòóðû ðóïîðà âûáèðàåòñÿ èç ñîîáðàæåíèé îáåñïå÷åíèÿ íà êðàþ ðàñêðûâà ñïàäàíèÿ àìïëèòóäû ïîëÿ äî
1 2
Íà ñàéòå:
,
,
Rambler TOP100 ßíäåêñ öèòèðîâàíèÿ