Вариант 1
Спроектировать параболическую антенну
для приёма линейно-поляризованного
сигнала на частоте
.
В табл. 1 указаны исходные данные для
расчёта: частота сигнала, коэффициент
усиления антенны (
),
допустимый уровень первых боковых
лепестков (
).
Таблица 1
|
Предпоследняя цифра номера зачетной книжки |
|||||||||
Параметр |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
, ГГц |
10 |
4 |
5 |
12 |
6 |
11 |
10 |
6 |
8 |
2,5 |
, дБ |
45 |
35 |
32 |
48 |
35 |
40 |
42 |
37 |
39 |
30 |
, дБ |
-21 |
-19 |
-18 |
-23 |
-19 |
-20,2 |
-21 |
-19 |
-21 |
-18 |
Методические указания
Диапазонные свойства антенны в основном зависят от облучателя. Конструкции облучателей описаны в учебниках [1, 2, 4]. Вибраторные облучатели, питаемые с помощью коаксиальных линий, применяют обычно в дециметровом и в длинноволновой части сантиметрового диапазона. На сантиметровых и более коротких волнах используют волноводные и рупорные облучатели. Студенту предлагается самому выбрать тип облучателя согласно варианту в табл. 1.
При определении диаметра раскрыва зеркала в первом приближении можно положить, что коэффициент полезного действия антенны равен η = (0,85 ÷ 0,9), а коэффициент использования поверхности КИП = 0,65 ÷ 0,7. В дальнейшем при проведении расчётов эти значения следует уточнить. Распределение амплитуды поля в раскрыве зеркала определяется графическим способом с помощью диаграммы направленности облучателя по методике, изложенной в учебнике [1, разд. 9. 2. 2]. Аппроксимацию полученного распределения рекомендуется проводить степенным рядом
(1.1)
Коэффициенты
и
находятся при решении уравнений:
;
,
где
и
–
значения функции амплитудного
распределения при
=1
(на краю зеркала) и при
=
0.5.
После определения коэффициентов
и
диаграмма направленности антенны
рассчитывается с помощью соотношения:
,
(1.2)
где
- лямбда-функция
-го
порядка;
;
-угол,
определяющий направление в пространстве
и отсчитываемый от нормали к поверхности
раскрыва зеркала.
Для вычисления
можно использовать соотношение:
,
(1.3)
где
- функция Бесселя
-го
порядка,
.
Значения функций Бесселя имеются в виде таблиц в справочниках по высшей математике или в программном обеспечении компьютера.
По рассчитанной ДН необходимо определить ширину главного и уровень боковых лепестков.
Используя данные в литературе [1, табл. 5.1], следует оценить величину коэффициента использования поверхности раскрыва, а затем уточнить величину коэффициента направленного действия антенны.
В заключение следует разработать сборочный чертёж антенны и устройство её сопряжения с фидерным трактом.