Вариант 5

Спроектировать двухзеркальную антенну спутниковой связи для приема линейно-поляризованного сигнала по исходным данным, приведенным в таблице 5.

Таблица 5

Параметр	Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
f0, ГГц	10	8	12	6	10	8	12	6	8	6
Ку, дБ	50	49	48	50	48	49	50	48	49	49

Методические указания

При проектировании антенны рекомендуется применить двухзеркальную антенну Кассегрена, построенную по классической схеме: большое зеркало – параболической формы, а малое – гиперболической. Для определения конструктивных размеров антенны надо использовать рекомендации и расчетные соотношения, приведенные в разделах 1.1, 1.2 и 1.4 [4]. В этом же источнике излагается метод расчета ДН антенны. Согласно этому методу исходная двухзеркальная антенна заменяется «эквивалентной» однозеркальной, с диаметром раскрыва равным диаметру раскрыва большого зеркала двухзеркальной антенны. Фокусное расстояние эквивалентного зеркала определяется выражением:

(5.1)

где e – эксцентриситет гиперболы,

f – фокусное расстояние большого зеркала.

Значение e определяет профиль малого зеркала и длину всей антенны и должен находиться в пределах e=1,23, т.к. при e1 гиперболоид трансформируется в параболу и его нужно облучать плоской волной, при больших значениях e гиперболоид вырождается в плоскость.

Распределение поля по амплитуде и фазе в раскрыве эквивалентного зеркала такое же, как и в раскрыве большого зеркала двухзеркальной антенны. Таким образом, расчет двухзеркальной антенны сводится к расчету обычной параболической антенны (см. методические указания к варианту 1). При определении диаметра раскрыва большого зеркала по заданному К_у можно принять, что коэффициент полезного действия антенны  =(0,859), а коэффициент использования поверхности КИП=0,70,75.

В качестве облучателя целесообразно выбрать конический рупор, и лучше всего либо гофрированный, либо с изломом образующей (раздел 9.4 в учебнике [1]). Если в качестве облучателя выбирается пирамидальный рупор, то необходимо обеспечить осесимметричную ДН, т.е. размеры раскрыва рупора должны удовлетворять соотношению а_р1.5b_р.

Вариант 6

Рассчитать и определить конструкцию спиральной антенны в режиме осевого излучения. Расчетные данные приведены в таблице 6. К ним относятся рабочий диапазон, средняя длина волны и коэффициент усиления антенны.

Вход антенны – стандартный коаксиальный разъем 75 Ом. Расчет электрических параметров антенны выполнить на средней и крайних частотах рабочего диапазона.

Таблица 6

Параметр	Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
0, см	15	30	10	50	20	10	18	25	35	45
, %	25	10	15	20	40	18	20	15	15	30
Ку, дБ	20	15	10	18	15	13	10	14	15	12
nxm	2x2	3x1	2x2	1x2	3x2	2x3	2x2	2x3	3x1	2x1

В заключении работы необходимо рассчитать диаграмму направленности плоской синфазной решетки на основе рассчитанной спиральной антенны. Размеры решетки nxm даны в таблице 6.

Методические указания

Излучающие свойства и расчетные формулы довольно подробно рассмотрены в источниках [1-3;7].

Один из примеров конструкции приведен в учебнике [3]. Для успешного проектирования помимо теории спиральных антенн необходимо предварительно разобраться в теории излучения линейных антенных решеток (АР) в режиме осевого излучения [2], а также в теории плоских синфазных антенных решеток (САР).

Поскольку входное сопротивление спиральной антенны чисто активно и близко к 140 Ом, необходимо рассчитать согласующее устройство на входе (например, - трансформатор).