Двухзеркальная параболическая антенна круговой поляризации по схеме Кассегрена

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники

(ТУСУР)

Кафедра сверхвысокочастотной и квантовой радиотехники

(СВЧ и КР)

 

 

Двухзеркальная параболическая антенна круговой поляризации по схеме Кассегрена

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине:

«Устройства СВЧ и антенны»

Студент гр. :

________

«___»_________.

Руководитель:

проф. каф. СВЧ и КР

__________

«___»__________.

Реферат

Курсовой проект 17 с., 8 рис., 8 источников.

ДИАГРАММА НАПРАВЛЕННОСТИ, ОБЛУЧАТЕЛЬ, КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ, КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ, УРОВЕНЬ БОКОВЫХ ЛЕПЕСТКОВ.

Целью данной работы является освоение методов расчета параболических зеркальных антенн и определение их основных характеристик.

Курсовой проект выполнен в редакторе Microsoft Word XP, все расчеты и построения графиков выполнены с помощью программы Mathcad 2001 Professional.

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра сверхвысокочастотной и квантовой радиотехники (СВЧиКР)

УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой СВЧиКР

___________________

ЗАДАНИЕ 14

на курсовое проектирование по дисциплине «Устройства СВЧ и антенны»

студенту___________________________________________________ , группа__________

1.   Тема проекта: Двухзеркальная параболическая антенна круговой поляризации по схеме Кассегрена.

2.   Срок сдачи проекта: _______________________

3.   Исходные данные:

Ширина ДН - 4 градуса

Диапазон частот - от 5,7 ГГц до 6,3 ГГц

УБЛ - не хуже - 25 дБ

Коэффициент эллиптичности - не хуже 0,95

Вход - коаксиальный на 75 Ом.

Литература:

·   Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ. - М.: Связь, 1971. В 2-х частях.

·   Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств. - М.: Энергия, 1973. - 440 с.

·   Зузенко В.А., Кислов А.Г., Цыган Н.Я. Расчет и проектирование антенн. - Л.: ЛВИКА, 1969.

·   Покрас А.М., Сомов А.М., Цуриков Г.Г. Антенны земных станций спутниковой связи.- М.: Радио и связь, 1985. - 228 с.

·   Ямпольский В.Г., Фролов О.П. Антенны и ЭМС. - М.: Радио и связь, 1983. - 272 с.

4.   Содержание пояснительной записки:

Возможные применения данного типа антенн.

Расчет конструктивных размеров и электрических характеристик облучателя ( ДН, поляризация, фазовый центр). Схема возбуждения. Аппроксимация ДН.

Расчет профилей большого и малого зеркал

Расчет характеристик антенны ( ДН, КНД, КИПа, УБЛ, Кэ ) на крайних частотах диапазона

Расчет допусков на изготовление зеркал и установку облучателя

Выводы.

5.   Перечень графического материала:

Конструкция облучателя с размерами.

Общий вид антенны с размерами.

Графики расчетных характеристик облучателя и антенны.

6.   Дата выдачи задания:_____________________

 РУКОВОДИТЕЛЬ:

 профессор кафедры СВЧиКР __________________________

СТУДЕНТ: ___________________________________________________

Содержание

 

1 Введение

2. Основная часть

2.1 Расчет диаметров зеркал, фокусных расстояний и профилей зеркал

2.2 Расчет облучателя

2.3 Расчет характеристик антенны

2.4 Выбор схемы и расчет поляризатора

2.4.1 Выбор размеров волновода

2.4.2 Расчет возбуждающего устройства

Заключение

Список использованных источников

1.           Введение

 

В последнее десятилетие в областях космической и радиорелейной связи, радиоастрономии и других широкое распространение получили двухзеркальные антенны.

Основными достоинствами осесимметричных двухзеркальных антенн по сравнению с однозеркальными являются:

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

-   Конструктивные удобства, в частности упрощение подводки системы фидерного питания к излучателю.

-   Уменьшение длины волноводных трактов между приемо-передающим устройством и облучателем, например, путем размещения приемного устройства, вблизи вершины основного зеркала.

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

В классических схемах Кассегрена используется следующее геометрооптическое свойство отражения сферической волны от поверхностей второго порядка: сферическая волна, излучаемая источником с фазовым центром, совпадающим с одним из фокусов произвольной поверхности второго порядка, в результате переотражения от нее преобразуется снова в сферическую волну, но с фазовым центром, совпадающим с другим фокусом.

Схема Кассегрена предложена в 1672 г. для построения оптических телескопов.

Эта схема может быть взята за основу при построении антенных устройств в диапазоне СВЧ при достаточно большом отношении диаметра раскрыва антенны к длине волны.

Антенны Кассегрена широко используются в области радиорелейной и космической связи, в радиоастрономии, радиоуправлении, радиолокации и т.д.

Для космической связи обычно строят антенны больших размеров с диаметром большого зеркала в 20-30 м и более. На тропосферных линиях связи применяются антенны сдиаметром раскрыва 7-18 м. В области радиорелейной связи применяются антенны с диаметром раскрыва от 0,5 до 5 м.

В данной работе необходимо рассчитать двухзеркальную параболическую антенну круговой поляризации по схеме Кассегрена.

2. Основная часть