Проектирование двухзеркальной антенны Кассегрена

Возбудитель обязан эффективно функционировать на заданнойчастоте. Предположим, чтоантенна соединяетсяс приемником кабелем коаксиального типа. Тогда возбуждение антенного волновода будет выполняться штырем, размещенным под углом в 45 градусов в углу сечения прямоугольной волноводной секции, а сам штырь соединен с приемником посредством коаксиального кабеля.Расчет размеров волноводаРазмеры рупора были рассчитаны нами ранее: aр=0.125 м., bр=0.1 м.Определим длину рупора в плоскости E. , тогда Rв=0,1 м.Найдем значение для длины рупора в плоскости Н:, тогда Rа=0,105 м.Вычислим углы раскрыва рупора:, ψа=30.8°,ψb=37.4°Определение размеров поперечного сечения прямоугольного волновода (рис.8) а и bвыполняется из условия распространения волны в волноводе только одного типаволны H10:0.6⸱a0.9⸱.Примем а=0.75⸱=0.0375 м.Размер b должен удовлетворять условию: , отсюдаb=0.023 м.Рис.8. Волновод прямоугольного сечения с наклонным излучающим штыремДлину отрезка волновода 1 от возбуждающего штыря до закорачивающей стенки выберем исходя из условия его согласования с питающим коаксиальным кабелем:, получаемt1=0.017 м.Длину волновода 2 от горловины рупора до возбуждающего устройства до выберем исходя из условия фильтрации высших типов волн. В непосредственной близости от штыря,помимо волны H10 возбуждаются волны высшего типа, которые оказываются за пределами критического режима и затухают по экспоненте,по мере продвижения к рупору. Прохождение высших типов волн не должно происходить в сторону горловины рупора, а затем в его раскрыв.С целью ограничения этого их амплитуды должныбыть уменьшены на длине 2 приблизительно в 100 раз.,где крH11 – критическая длина волны H11, равная a.Получем2=0.041 м. Расчитаем расстояние от горловины рупора до раскрыва, одинаковое для плоскостейH и Е:H=RА– (RА ⸱ (a/ap))H=0.105-0.1050.0375/0.125 =0.075м.Расчет возбуждающего устройстваКритерием согласования волновода с возбуждающим устройством служит режим бегущей волны в питающем фидере коаксиального исполнения, т.е. равенство волнового сопротивлению фидера фвходному сопротивлениюRвх возбуждающего устройства (для коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом).Rвх=ф где x1=a/2 – местоположение штыря на широкой стенке волновода (относительно середины);в=120⸱⸱=120⸱0.05= 19 Ом- волновое сопротивление волновода;hд- активная высота штыря в волноводе, геометрическая высота которого lрассчитывается по формуле:Теперь из формулы для определим hд:Завершаем расчеты нахождением геометрической высоты штыря Расчет рупорной антенны с линейной поляризацией завершен.ЗаключениеРезультатом выполненных в работе расчетовпри пректировании двухзеркальной антенной по схеме Кассегрена получены геометрические параметры зеркал антенны, конусного облучателя, волноводной линии и возбуждающего устройства.Выполнено построение в программном комплексе Mathcad диаграммы направленности антенны в плоскостях E и H, произведен расчет питающего волновода.Рассчитаннуровень боковых лепестков –25 дб. Также рассчитали коэффициент использования поверхности (КИП) антенны, который равен 0,5 и коэффициент направленного действия – 0,893.Из этого можно заключать, что основные требования к расчетам подобного типа антенн выполнены.Список использованных источниковАйзенберг Г. З., Ямпольский В. Г., Терешин О. Н., Антенны УКВ. – М.: Связь, 1977. В 2-х частях.Конарейкин Д. Б., Потехин В. Л., Шишкин И. Ф. Морская поляриметрия. – Л.: Судостроение, 1968. – 328 с.Лавров А. С., Резников Г. Б. Антенно-фидерные устройства. Учебное пособие для вузов. – М.: Советское радио, 1974. – 368 с.Антенны и устройства СВЧ. Расчет и проектирование антенных решеток и их излучающих элементов. Учебное пособие для вузов. / Под ред. профессора Воскресенского Д. И. – М.: Советское радио, 1972. – 320 с.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.Хмель В. Ф. Антенны и устройства СВЧ. Сборник задач. Издательское объединение «Вища школа»,1976. – 216 с.Кочержевский Г. Н. Антенно-фидерные устройства: Учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1981. – 280 с., ил.