Исходные данные

Частота ГГц.

Коэффициент усиления ДБ.

Уровень первого бокового лепестка ДБ.

Вид поляризации – линейная, горизонтальная.

 

Расчет геометрических характеристик антенны

 

В области космической и радиорелейной связи, астрономии, а также других областях широкое распространение получили двухзеркальные антенны.

Основными достоинствами осесимметричных двухзеркальных антенн по сравнению с однозеркальными являются:

1.  Улучшение электрических характеристик, в частности повышение КИП раскрыва антенны, так как наличие второго зеркала облегчает оптимизацию распределения амплитуд по поверхности основного зеркала.

2.  Конструктивные удобства, в частности упрощение подводки системы фидерного питания к облучателю.

3.  Уменьшение длины волноводных трактов между приемопередающим устройством и облучателем, например, путем размещения приемного устройства вблизи вершины основного зеркала.

Принцип действия двухзеркальных антенн заключается в преобразовании сферического волнового фронта электромагнитной волн, излучаемой источником, в плоский волновой фронт в раскрыве антенны в результате последовательного переотражения от двух зеркал: вспомогательного и основного с соответствующими профилями.

В курсовом проекте стоит задача спроектировать антенну Кассегрена удовлетворяющую параметрам указанным в задании. Схема Кассегрена предложена в 1672 году для построения оптических телескопов. Основное зеркало в этой схеме параболоид вращения, вспомогательное зеркало гиперболоид вращения. В схеме Кассегрена выбор угла раствора параболической образующей  ничем не ограничен, поскольку ветви параболы и гиперболы негде между собой не пересекаются. При любом значении угла  луч, отраженный от малого зеркала, беспрепятственно дойдет до большого и, отразившись от него, уйдет в свободное пространство. Соответствующие точки на поверхности обоих зеркал можно взять в качестве крайних точек, лежащих на их кромках. Поэтому возможная реализация как длиннофокусных, так и короткофокусных, так и короткофокусных антенн Кассегрена.

В приближении геометрической оптики двухзеркальная антенна может быть сведена к эквивалентной ей по распределению поля в раскрыве однозеркальной антенне того же диаметра – эквивалентному параболоиду. Расчет производился методом эквивалентного параболоида.

Для расчета размеров в качестве независимых переменных выберем параметры: ,  – радиусы большого и малого зеркал соответственно;  – угол раствора образующей параболы;  – угол облучения источником краев малого зеркала.  м,  м, , . Используя известные формулы рассчитаем основные геометрические характеристики антенны Кассегрена.

, эксцентриситет малого зеркала. .

, фокус большого зеркала.  м.

, фокус малого зеркала.  м.

, фокус эквивалентного параболоида. м.

, расстояние до фазового центра облучателя от второго зеркала. м. То же расстояние в длинах волн .

Рассчитаем соотношения необходимые для расчета параметров получившейся антенны.

, , .

Выбор и расчет параметров облучателя

Облучатель антенны существенно влияет на характеристики антенной системы в целом. ............