Курсовая работа: Расчет антенны для земной станции спутниковой системы

2.6 Расчет диаграммы направленности облучателя

На первом этапе мы должны определить тип облучателя. Из всего многообразия типов и видов облучателей наиболее предпочтительным для нашего проекта является круглый волновод с переходом в конический рупор. Наша задача – это определение и графическое отображение главного бокового лепестка оптимального конического рупора. По этому лепестку мы должны убедится, что ДН облучателя уложена в угол φ₂ . Рисунок 2.6 содержит данные для определения главного лепестка. На нем указаны углы θ с осью рупора , соответствующего различным уровням главного лепестка.

Рисунок 2.6

Для того, чтобы построить ДН облучателя нужно работать по следующему алгоритму (см. рис. 2.6). На оси абсцисс откладываем полученное значение , затем, проведя нормаль к оси рупора, получаем значения углов θ и значений главного лепестка (см. рис. 2.7). Графическое представление диаграммы направленности облучателя изображено на рисунке 2.7. При этом мы можем видеть, что лепесток уложен в угол φ₂ .

2.7 Расчет амплитудного распределения в раскрыве зеркала антенны

Распределение амплитуд в раскрыве зеркала определяется по формуле:

,

где – это коэффициент пересчета. Он определяется как:

;

Изменяя пределы угла Ψ от 0 до Ψ₀ получим значения ρ(ψ) (см. таблицу 2.1).

Таблица 2.1

	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	103
	1	0,999	0,997	0,993	0,988	0,981	0,971	0,958	0,941	0,918	0,888

На основе этих значений строим амплитудное распределение без учета облучателя.

Для того, чтобы построить амплитудное распределение с учетом облучателя мы должны пересчитать к зависимости от угла ψ. Данное преобразование целесообразно выполнить с использованием следующей формулы:

Результаты вычислений сведем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	103
	2,98	6	9,11	12,36	15,79	19,486	23,53	28,024	33,13	39	41
	0,985	0,95	0,9	0,82	0,67	0,535	0,43	0,3	0,21	0,145	0,13

Таким образом, амплитудное распределение с учетом облучателя будет иметь значения представленные в таблице 2.3

Таблица 2.3

	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	103
	1	0,985	0,949	0,89	0,82	0,67	0,519	0,412	0,28	0,19	0,13	0,114

По результатам вышеприведенных вычислений построим график зависимости ( и ) амплитудного распределения с учетом и без учета облучателя соответственно (см. рис. 2.8). На рисунке 2.8 представлено нормированное амплитудное распределение.

Рисунок 2.8 – амплитудное распределение в раскрыве антенны с учетом и без учета облучателя

2.8 Расчет диаграммы направленности антенны

Диаграмму направленности антенны будем определять по апертурному методу расчета поля излучения зеркальной антенны. В апертурном методе поле излучения антенны находится по известному полю в ее раскрыве. В этом методе в качестве излучающей рассматривается плоская поверхность раскрыва параболоида с синфазным полем и известным законом распределения его амплитуды.

Задача нахождения поля излучения зеркальной антенны при апертурном методе расчета разбивается на две:

1. Вначале находится поле в раскрыве антенны (внутренняя задача) (см. параграф 2.7).