устройство свч и антенны

ДН облучателя по полю Hрассчитаем по формуле[1, (3.15)]:(1.3.1)ДН облучателя по полю Ерассчитаем по формуле[1, (3.14)]:(1.3.2)где аи b– поперечные сечения выбранного волновода, k–волновое число, вычисленное ранее (3.1.6а), Ψ – телесный угол.Выведем формулу для расчёта ДН параболической антенны.Из соотношения[1,(3.36)] находим:Подставляя Ψ1 в формулу ДН для облучателя(1.3.1), имеемFH(Ψ1) = F(0.761) =0.645.Решая систему уравнений:Находимкоэффициенты a2= –1.663,a4= 0.979НормированнаяДН параболической антенны, согласно[1,(3.28)] запишется в виде:(1.3.3)где kR0 = 2πR0/λ = 2π·0.46/0.025 = 115.67,J1–J3 функции Бесселя.a2, a4 найденные выше коэффициенты.Поле (амплитудное распределение) в раскрыве зеркала, аппроксимируетсястепенным рядом:(1.3.4)где относительный радиус точки в плоскости раскрыва зеркала.a2,a4 найденные выше коэффициенты.Изобразим на рисунках нормированные диаграммы направленности облучателя и параболической антенны в полярной и декартовых системах координат.В системе Mathcad рассчитаем по полученным формулам (1.3.1)-(1.3.4) ДН облучателя и параболической антенны, поле в раскрыва зеркала и построим их графики.Рис 2. Диаграммы направленности облучателя для Н/Е плоскостей, в декартовой системе координат, рассчитанные по формулам (1.3.1)-(1.3.2)Рис 3. Диаграммы направленности облучателя для H/Eполей, в полярной системе координат, рассчитанные по формулам (1.3.1)-(1.3.2)Рис 4. Диаграмма направленности антенны по мощности в декартовой системе координат, рассчитанная по формуле (1.3.3)Из графика видно, что ширина ДН антенны по половинной мощности, для рабочей длины волны составляет 2Θ0.5 ≈ 2°Уровень первого бокового лепестка составляет 10log(0.0152) ≈ –18дБ.Рис 5. Диаграмма направленности антенны по мощности в полярной системе координат, рассчитанная по формуле (1.3.3)Рис 6. Поле(амплитудное распределение) в апертуре раскрыва параболоида, рассчитанное по формуле (1.3.4)Рис.7. К определению размеров компенсирующего отражателяРис.8. К расчету ДН параболической антенныЗаключение.Произведен расчёт параболической антенны, устанавливаемой на ИСЗ для ретрансляции сигналов по заданным параметрам см. пп. 1, в результате получены следующие характеристики антенны:Длина рабочей волны λ = 25 мм.Тип передающего тракта – ПВR100 (19х9.5 мм), ∆fН10 = 11.4–12.6ГГц.Коэффициент усиления передающей антенны G1 = 5704.Коэффициент направленного действия передающей антенныD = 5820.5.Радиус раскрыва зеркала R0 = 0.46 м.Фокусное расстояние f = 0.288 м.Значение оптимального угла раскрыва параболоида 2Ψопт = 154.7°.Входное сопротивление облучателяRвх.обл = 240.14 Ом.Коэффициент направленного действия облучателя Dобл = 2.942.Коэффициент бегущей волны тракта Кб = 0.96.Коэффициент полезного действия фидерного тракта Длина фидерного трактаl = 0.683 м.ДН антенны по половинной мощности, для рабочей длины волны 2Θ0.5 ≈ 2°.Уровень 1 бокового лепестка -18 дБВ процессе выполнения работы, мы научились рассчитывать основные параметры параболической антенны – габаритные размеры зеркала, место установки облучателя, размеры и длину волноводного тракта и физических параметров, характеризующих КПД передающего тракта, усиление и направленности сигнала антенны.ЛитератураЮ.А. Иларионов, Е.П. Тимофеев, Устройства СВЧ и антенны ч.2 , комплекс учебно-методических материалов для студентов заочной и дистанционной форм обучения ,Нижегородский государственный технический университет, Нижний Новгород 2012.Кочержевский Г.М., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства. - М.: Радио и связь, 1989. Спутниковая связь и вещание/ Под ред. Кантора Л.А. – М.: Радио и связь, 1987.