Зеркальная параболическая антенна для СТВ

Рисунок 4.1 – Элемент параболического зеркалаВводя данные из таблицы 1 справа налево, создаем остальные элементы зеркала, затем последовательно объединяем их при помощи операции Objects->Boolean->Add, в итоге получаем форму, вид которой показан на рис. 4.2.Рисунок 4.2 – Зеркало, состоящее из объединенных усеченных конусовПосле создания зеркала, необходимо создать модель облучателя. Перенесем систему координат на фокусное расстояние и уже относительно нее будем моделировать конический рупор.Модель облучателя состоит из нескольких базовых фигур: цилиндра, усеченного конуса и параллелепипеда. Для того, чтобы осуществить ступенчатый переход от круглого волновода к прямоугольному, используем операцию Objects->Loft. Объединяем элементы облучателя при помощи операции булевого сложения. В итоге, получилась модель параболической зеркальной антенны с коническим рупорным облучателем, представленная на рис.4.3.Рисунок 4.3 - Модель параболической зеркальной антенны с коническим рупорным облучателемТеперь можно приступить к анализу. Зададим порт, выделив основание волновода операцией Objects>Pick>Pick Faceи Solve>Waveguide>Ports. Установим заданный в техническом задании частотный диапазон вдиалогеFrequencyRangeSetting. Граничные условия определяем как для открытого пространства. Также установим мониторы поля для расчета электрического и магнитного поля антенны, а также диаграммы направленности. Выбираем решатель Transient Solver для анализа. Результаты анализа можно просмотреть в дереве навигации. Впапке 1DResults>/ S/ dB находятся результаты расчета S-параметров, которые показаны на рис.4.4.Рисунок 4.4 - S-параметрыНа рисунке 4.5 показаны сигналы порта, которые располагаются в папке 1D Results>Port signals.Рисунок 4.5 – Сигнал портаНа графике рис.4.5 показано отклонение амплитуды порта по времени, где i1 – смежная амплитуда, o1,1 – отраженная.Диаграмма направленности моделируемой антенны представлена на рисунках 4.6 (в полярных координатах) и 4.7 (объемная ДН).Рисунок 4.6 – Полярная ДН моделируемой параболической антенныРисунок 4.7 – Объемная ДН моделируемой параболической антенныРассчитаем КСВ моделируемой антенны, для этого выбираем пункт меню Results>Template Based Postprocessing, впоявившемсяокневыбираемVSWRинажимаем Evaluate. В папкеTables>1DResults>VSWR располагается график рассчитанного КСВ, показанный на рис. 4.8.Рисунок 4.8 – КСВ моделируемой параболической антенныЗаключениеКвалифицированный специалист, работающий в области радиотехники телекоммуникационных технологий, обязан, в процессе обучения усвоить основы теории антенн, их характеристики и параметры, что продемонстрировано в результате подготовки данной курсовой работы.В результате подготовки курсовой работы были показаны навыки и умения в области поиска информации, расчета и обоснованного выбора основных характеристик антенного устройства.В заключение следует отметить высокий технический уровень современных разработок в области техники и технологии антенн и СВЧ устройств.Однако можно сказать, что в настоящее время техника антенн и устройств СВЧ достигла определенного уровня зрелости. Из последних научных данных можно сделать вывод, что развитие ее не идет по пути создания принципиально новых типов антенн и элементов тракта, а в основном по пути улучшения электрических характеристик, совершенствования конструкций и технологии производства и расширения областей применения, в частности в результате освоения диапазона миллиметровых и субмиллиметровых волн. Поэтому усиливается научно-технический уровень знаний и разработок в области техники и технологии антенн и СВЧ устройств, но в тоже время уточняются стандарты и ужесточаются требования к качеству изделий.В последнее время в процесс проектирования антенн активно внедряются различные системы САПР, которые существенно повысили уровень квалификационных знаний инженеров. Такие пакеты, как HFSS, CST, MWO, ADS, FEKO и др. являются незаменимым средством инженерного образования. Несмотря на высокую стоимость упомянутых программ, они значительно ускоряют процесс проектирования и конструирования, а также повышают результативность инженерных расчетов, поэтому затраты на программное обеспечение оправданны и окупаемы.Список литературных источниковВоскресенский Д.И., Максимов В.М. Развитие антенных систем. //Изв. Вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника. - 1987. №2. – с. 4-15.Пудовкин, А.П. Основы теории антенн: учебное пособие / А.П. Пудовкин,Ю.Н. Панасюк, А.А. Иванков. – Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2011. – 92 с. Захарьев Л.Н., Леманский А.А., Турчин В.И. и др. Методы измерения характеристик антенн СВЧ. Под редакцией Н.М.Цейтлина. - М., Радио и связь, 1985, 114 с.Сканирующие антенные системы СВЧ.: Пер с англ./ Под ред. Р. Хансена. - М.: Сов. радио, 1966-1970.-Т.1-3.Бахрах Л. Д., Галимов Г. К. Зеркальные сканирующие антенны. – М.: Наука, 1981.Кюн Р. Микроволновые антенны. – М.: Судостроение, 1967.Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ. – М.: Связь, 1977.- Т.1,2. – 381 с. Расчет антенн СВЧ. Пособие к курсовому проектированию/Под ред. Д.И. Воскресенского. – М.:МАИ, 1973. – Ч.II. Семенихин А. И., Стаканов С.Н., Петренко В.В. Проектирование зеркальных антенн с помощью пакета MATHCAD// Таганрог: ТРТУ, 1998. 32 с.Радиотехнические системы: учебник для студ. Высш. Учеб. Заведений / [Ю.М. Казаринов и др.]; под ред. Ю.М. Казаринова. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 592 с.Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование антенно-фидерных устройств. М. – Л.: изд-во «Энергия», 1966. – 648 с.Моделирование антенн и элементов тракта: Учебно-методическое пособие для выполнения курсовых и самостоятельных работ по учебным курсам «Устройства СВЧ и антенны» и «Антенно-фидерные устройства». / Под ред. Шишакова К. В. – Ижевск : ИжГТУ, 2009. – 127 с.Проектирование антенных устройств СВЧ / И.П. Заикин, А.В. Тоцкий,С.К. Абрамов, В.В. Лукин. – Учеб. пособие. – Харьков: Нац. аэрокосм.ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2005. – 107 с.ПРИЛОЖЕНИЯ