Расчет энергетических характеристик антенны
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

К основным энергетическим характеристикам антенны относят коэффициент усиления и коэффициент направленного действия.

Коэффициент усиления передатчика:

Для того, чтобы выразить G пер в разах необходимо использовать известное соотношение:

 

 (4.1)

 

Коэффициент направленного действия (КНД) определяется как отношение коэффициента усиления к КПД (для двузеркальных антенн КПД примем равным 0,8). При этих значениях, КНД определиться как:

 

; (4.2)

 

КНД=18448,854

 

Расчет радиуса раскрыва большого зеркала

 

В предварительных расчетах радиус раскрыва вычисляется без учета площади затенения. Для определения предварительного радиуса раскрыва (R/0) используем следующее соотношение:

 

 (4.3)


где КИП примем равным 0,6;

 

 (4.4)

 

Выразим из данного соотношения площадь раскрыва и затем определим R/0:

 

 (4.5)

 

Площадь окружности определяется по формуле:

 

 (4.6)

 

В результате получим, что предварительный радиус равен:

Теперь мы можем получить диаметр как большого, так и малого зеркал:

 

 (4.7)

 

При этом диаметр малого зеркала определяется в соответствии с рекомендациями:

В дальнейшем нам необходимо учитывать площадь затенения, иными словами определить площадь малого зеркала, и соответственно вычислить радиус раскрыва с учетом этой площади. Площадь тени можно определить как:

 

, (4.8)

 

где

Теперь нам необходимо проверить соотношение R/0 < R0. Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что условие удовлетворено. Дальнейший расчет основан на выборе угла раскрыва (Ψ0) и угла облучения (φ2):

Ψ0= 1000…1050, примем Ψ0=1030;

φ2= 400…410, примем φ2=410;

 


Расчет эксцентриситета малого зеркала гиперболы, фокусных расстояний зеркал и диаметра облучателя

 

; (4.9)

 


Для дальнейшего расчета нам необходимо определить фокусное расстояние большого (F) и малого (f) зеркал. Это можно сделать, используя следующее соотношение:

 

; (4.10)

 

Из приведенного выше соотношения видно, что F э определится как:

 

; (4.11)

 

Теперь рассчитаем фокусное расстояние малого зеркала, при этом формула для его определения выглядит следующим образом:

 

; (4.12)

 


Разность расстояний от фокусов до произвольной точки на поверхности гиперболоида постоянна, т.е. , где 2а – это расстояние между его вершинами. Расстояние между фокусами гиперболоида . При этом эксцентриситет образующей гиперболы равен .

Рисунок 4.2 – графическое представление расстояний 2С и 2а

 

Теперь можно отыскать численные значения расстояний 2С и 2а. Для этого используем выражение:

 

; (4.13)

 

;

Выполним проверку на условие , условие  удовлетворено, следовательно, расстояния найдены, верно.

Необходимо определить диаметр облучателя:

 

; (4.14)

 

Таким образом, диаметр облучателя можно определить как:

;

При этом условие выполняется.

 



Расчет питающей линии

 

В качестве облучателя используется конический рупор, питание таких рупоров осуществляется от круглого волновода или через плавный переход от прямоугольного.

Применим круглый волновод с основной волной . Волновод должен подводить к облучателю только волну  и пропускать заданную мощность.

Соотношение радиуса волновода и критической длины волны  в волноводе:

 

 


Отсюда r, учитывая, что

Нижняя граница работы волновода на основной частоте  определим:

=7,7 мм

Таким образом, радиус волновода надлежит выбирать из полученного неравенства:

Выбираем

 из-за возможных неоднородностей, качества поверхности внутренних стенок волновода, чистоты заполняющего волновод воздуха большее значение брать не рекомендуется.

Определим максимальную мощность, которая может быть передана через волновод:

 

 

В четвертой главе произведена сравнительная характеристика антенн спутниковой связи. Наиболее актуальной для использования в проекте является двухзеркальная антенна по схеме Кассегрена. Произведен методический расчет:– диаметров большого и малого зеркал: – радиуса раскрыва;– фокусных расстояний зеркал и диаметра облучателя;– волноводной линии.

Следует отметить, что на судне приемно-передающая антенна устанавливается на гиростабилизирующую платформу, которая нейтрализует отклонение направления сигнала при качке, за счет специальной конструкции.

 

 




Дата: 2019-07-31, просмотров: 152.