Реферат: Двухзеркальная антенна по схеме Кассергена

введение

Зеркальные антенны являются наиболее распространёнными остронаправленными антеннами. Их широкое применение в самых разнообразных радиосистемах объясняется простотой конструкции, возможностью получения разнообразных видов Д.Н., высоким КПД, малой шумовой температурой, хорошими диапазонными свойствами и т.д. В радиолокационных применениях зеркальные антенны позволяют легко получить равносигнальную зону, допускают одновременное формирование нескольких Д.Н. общим зеркалом (в том числе суммарных и разностных). Некоторые типы зеркальных антенн могут обеспечивать достаточно быстрое качание луча в значительном угловом секторе. Зеркальные антенны являются наиболее распространённым типом антенн в космической связи и радиоастрономии, и именно с помощью зеркальных антенн удаётся создавать гигантские антенные сооружения с эффективной поверхностью раскрыва, измеряемой тысячами квадратных метров.

Двухзеркальня антенна по схеме Кассегрена представляет собой систему состоящую из двух отражающих поверхностей – софокусных параболоида и гиперболоида – и облучателя, установленного во втором фокусе гиперболоида. Все расстояния по ломанной линии от фокуса до раскрыва одинаковы, что обеспечивает синфазность поля в раскрыве. Двухзеркальная антенна является более компактной, чем однозеркальная, и обеспечивает более равномерное распределение возбуждения по раскрыву, а также является более помехозащищённой, даёт возможность укоротить тракт СВЧ, и разместить основную часть конструкции облучателя за зеркалом, что особенно удобно в моноимпульсных радиолокаторах. При оптимизации размеров облучателя и малого зеркала удаётся получить КИП (0,60¸0,65). Недостаток системы – затенение раскрыва малым её зеркалом, а также обратная реакция малого зеркала на облучатель.

Принцип работы двухзеркальной антенны по схеме Кассегрена состоит в том, что электромагнитное поле от облучателя, отражаясь от второго зеркала (гиперболоида) попадает на поверхность первого зеркала (параболоида), аотражённое о него, наконец, излучается в пространство причём вид излучаемого в простанство поля совпадает с полем излучаемым плоской синфазной поверхностью.

1. исходные данные и задание на проектирование

Выбрать и расчитать:

-Параметры облучателя;

-Основные геометрические размеры зеркал;

-Распределение поля в раскрыве;

-Диаграммы направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях;

-Линию передачи;

-Коэффициент усиления и эффективность антенны;

-Профили сечения зеркал.

Вычертить:

-Конструкцию облучателя;

-Общий вид антенны;

-Профили сечения зеркал.

Расчётный вариант №42.

В данном варианте при расчётах необходимо учесть и придерживаться следующих исходных данных:

-Частота F, ГГц.11

-Ширина диаграммы направленности D q по уровню –3дБ (град.)1,5

-Уровень боковых лепестков d в дБ . - 23

-Мощность передатчика в импульсе P_И , кВт .80

-Коэффициент усиления ‑‑

-Тип облучателя: диэлектрическая антенна.

2. Расчёт основных конструктивных элементов антенны и линии передачи

2.1. расчёт размера рефлекторов, фокусных расстояний, угловых размеров.

Перед началом расчётов основных конструктивных параметров зеркал двух зеркальной антенны по схеме Кассегрена рассмотрим рисунок 2.1. , на котором показаны основные параметры зеркал.

Рис. 2.1. Эквивалентный параболоид.

На рисунке 2.1. : e – эксцентриситет гиперболического зеркала; y ₀ – угол раскрыва большого зеркала (или параболоида); j ₀ – угол зрения на малое зеркало (или угол раскрыва эквивалентного параболоида); f – фокусное расстояние большого зеркала (или параболоида); f _Э – фокусное расстояние эквивалентного параболоида; r _j ‑ расстояние до второго фокуса гиперболоида; r _y ‑ расстояние до первого фокуса гиперболоида; D – диаметр раскрыва большого зеркала (или параболоида); d – диаметр раскрыва малого зеркала (или гиперболоида).

Эксцентриситет гиперболического зеркала определяется соотношением: