АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Радиотехника  кафедрасы

 

 

Антенна-фидерлік құрылғылар және  радиотолқындардың

таралуы пәнінен

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Айналы параболалық антенна

Мамандық: «5В071900 – Радиотехника, электроника және телекоммуникация»

Орындаған: РЭТк-11-05 тобының

Студенті Мәулімсейт М.

Сынақ кітапша.№ 113397

Тексерген: аға оқытушы Суйеубаев О.Б.

А лматы, 2014 ж.

Мазмұны

Кіріспе …………………………………………………………………………….3

1. Бастапқы мәндер …………………………………………………………..4

2. Парабалалық айнаның геометриялық өлшемін анықтау

2.1 Фидерді таңдау. Фидерлік тракттың шуылдық

температурасын Т_ф және ПӘК – ті анықтау …………………………...5

2.2 Ашылу диаметрін анықтау …………………………..........………...6

2.3 Айналық антеннаның ашылу бұрышын және фокустық

қашықтығын анықтау…………………………………………………….8

3. Сәулелендіргіштің электродинамикалық және геометриялық

сипаттамаларын есептеу

3.1 Сәулелендіргіштің БД-сы …………………………………………10

4. Айна апертурасындағы өрістің таралуы ………………………………...12

5. Бағытталу диаграммасын есептеу және параболалық

антеннаның параметрлерін анықтау ……….......………………….....…...13

6. Антеннаның құрылымдық есептелуі

6.1 Айнаның профилін есептеу ………….....………………………….17

6.2 Айнаның құрылымын таңдау ……………...........………………...18

6.3 Дайындау дәлдігіне рұқсаттарды анықтау ……………………….19

Қорытынды

Қолданылған әдебиеттер тізімі

К іріспе

Антенналар кех келген радиобайланыс, радиотарату, телебейне, т.б. рабиобайланыс жүйелерінің мінедтті элементі болып табылады.

Соңғы кезде параболалық антенналар космостық және радиорелелік байланыс жолдарында көп қолданысқа ие болып келеді. Бүгінгі таңда айналық антенналарға деген қызығушылық космостық радиотехникалық жүйелер мен кешендердің қарыштап дамуына келуіне байланысты азаймайды.

Айналық антенналардың заманауи радиожүйеде кең қолданысқа ие болуының себептері: құрылымының жеткілікті қарапайымдылығы мен жеңілдігі,алуан түрлі БД-ын құру, жоғары ПӘК және аз шу температурасының болуы.

Бұл курстық жұмыстың мақсаты айналы параболалық антеннаның конструктивтiк есебiн шығаруды үйрену және берiлген техникалық сипаттамаларына сәйкес өлшемдердi оптимизациялау.

Курстық жұмыста параболалық антеннаның сәулелендіру өрісін анықтау апрертуралық әдіспен анықталады. Бұл әдіс айналық антенналарды құрастыруда жиі қолданылады.

Бастапқы мәндер:

Жұмыс істеу жиілігі f = 4.5 ГГц;

Жарты қуатты деңгейдегі БД ені ^Н_0.5

^Н_0.5 = 70 мрад;

^Е_0.5 = 75 мрад;

Сәулелену түрі: Конды рупор;

Шеткі жапырақтар деңгейі ШЖД =25 дБ;

Аспанның орташа жарық температурасы Т_норт = 6 К;

Қабылдағыштың шуылдық температурасы Т_қаб = 1700 К;

Фидер сызығының ұзындығы l_ф = 12 м;

α = 0,0249 дБ/м;

a=5.8 см

b=2.9 см

1 Параболалық антеннаның геометриялық өлшемдерін анықтау

1. Фидердің таңдалуы. Фидерлі тракттың шуылдық температурасын Т_ф және ПӘК – ті анықтау

Толқын ұзындығы мына формула бойынша анықталады

, (1.1)

Фидерлік тракттың шуылдық температурасын Т_афу анықтау мына формулалар бойынша орындалады:

, (1.2)

мұндағы α – тасымалдау арнасының өшу коэффициенті [дБ/м];

lф – фидерлі арнаның ұзындығы [м].

ПӘК-ті мына формула бойынша анықтаймыз:

, (1.3)

Антенналық жүйенің шуылдық температурасын есептеу келесі формулалармен анықталады:

(1.4)

мұндағы u=(0.02 - 0.03) –айнаның шеттері арқылы шағылыстыру қуатының бір бөлігінің «құйылуын» есептейтін коэффициент;

α₁ = 1 - cosⁿ⁺¹₀,

n-шағылыстырушы типімен анықталады.

T=T_а+T_қаб.

2. Ашылу диаметрін анықтау

Айналық антенна – металдық бет түріндегі (айна) антеннаны шағылыстырушы мен біріншілік сәулелендіргіштен тұратын бағытталған антенна. Параболалық айналық антенна 1 суретте келтірілген.

1 Сурет – Айналық параболалық антенна

Параболалық антеннаның біркелкі қоздырылған ашылуы жағдайында БД-ң ені шамамен былай анықталады:

, (1.5)

мұндағы

_0.5 –жартылық қуат деңгейіндегі бағытталу диаграммасының ені, рад.;

-радиосигнал антеннасымен сәулеленетін (қабылданатын) толқын ұзындығы;

R₀ – айнаның ашылу радиусы (1 сурет қараңыз).

Алайда ашылудың біргелкі қозуына қол жеткізу мүмкін болмай тұр. Айналық антеннаның БӘК –і егер қоздырушы өрістің амплитудасы ашылу қырларында ашылу ортасындағы амплитудасының үштен бірінен аз құрамаса ең үлкен мәнге ие болады.

Айнаның  ашылуының біркелкі емес қозуы ашылудың эффективті ауданының  азаюына байланысты БД-ң ең басты жапырақшасының кеңуіне әкеледі. Сонымен қатар, айналық антенналардың бағытталу диаграммалары- ның көбінесе осьтік симметриялары болмайды (сәулелендіргіштердің көбісі осьті симметриялы емес бағытталу диаграммаларын құрайды), яғни Е және Н жазықтықтарындағы басты жапырақша ені әртүрлі. Осы себептен тәжірибелік жағдайлардың көбісінде амалдың мынадай өзгеруі орындалады:

(1.6) және (1.7)

^Е_0.5, ^Н_0.5 - Н және Е жазықтықтарындағы сәйкесінше БД-ң кеңдігі.

Курстық жұмыста тапсырмада екі жазықтықта да бағытталу диаграм- масының кеңдігі жайында мәлімет болуына байланысты, (1.6) және (1.7) теңдеулерінен d_р=2R₀ ашылу диаметрін анықтауға болады және диаметрдің алынған екі мәнінен ең үлкенін таңдау қажет.

Н және Е жазықтықтары үшін сәйкесінше ашылу диаметрін анықтау:

d_р = 2R₀;

2_0,5^Н = 1.2  R₀­­­;

2_0,5^E = 1.3  R₀­­­,

мұндағы 2_0,5^Н ,2_0,5^E – сәйкесінше Н және Е жазықтықтарындағы БД-ң кеңдігі

(м), (1.8)

(м). (1.9)

Екі мәнінен ең үлкенін таңдау: d_р = 1.142(м). => R₀ = 0.571 (м).

3. Айналық антеннаның ашылу бұрышын және фокустық қашықтығын анықтау

Сәулелендіргіштің орналасуына байланысты айнаға қатысты БӘК-ның белгілі бір мәнін алуға болады. R₀/f₀ –ң белгілі бір оптималды қатынасында БӘК-і ең көп. Бұл жоғалушы энергияның саны сәулелендіргіштің бағытталу диаграммасының пішініне және R₀/f₀ қатынасына байланысты болғандығымен түсіндіріледі. R₀/f₀ қатынасының оптималдыдан азаюы кезінде БӘК азаяды, себебі, айнаның қасынан өтетін энергияның бір бөлігі өседі. Бір жағынан бұл қатынастың өсуі қозудың біркелкі таралу заңынан үлкенірек ауытқуына байланысты БӘК-тің азаяюына әкеледі; R₀/f₀ оптималды мәні сәулелендіргіш- тің тұрақталған бағытталған диаграммасы бойынша анықталады (F( )=cos^n/2( ) түріндегі функцияның шамалануы, мұндағы n сәулелендір- гіштің БД созылу дәрежесін анықтайды).

К е с т е 1

Сәулелендіргіш түрі	n	R0/f0	v
Конды рупор	6	0,8...1.0	0.81