Сторінка
3

Розрахунок дзеркальної антени (супутникової антени)

2l = l/2; l = l/4;

cos kl = cos = cos = 0;

D = = » 1,64.

При застосуванні дискового рефлектора опір випромінювання напівхвиле-вого вібратора дещо зміниться [2]:

RåC = RΣП + RВЗ,

де RВЗ – взаємний опір вібратора і рефлектора.

З таблиці IV.1 [2] для h = 0 i d = 0,5 (h –висота підняття рефлектора відносно вібратора; d – відстань між ними) знаходимо: RВЗ = -12,7.

Оскільки струми вібратора і його дзеркального зображення протифазні (відстань між ними 0,5l), тоді перед другим доданком буде знак ”–“ :

RåC = RΣП – RВЗ

RåC = 73,1 ­­­­– (–12,7) = 73,1 + 12,7 = 85,8 Ом

Результуючий КСД опромінювача Dопр перераховується за формулою:

Dопр = ,

де m – відношення амплітуд струмів вібратора і рефлектора.

У пасивного рефлектора m » 1, тоді:

Dопр = ,

Dопр = = 1,397 » 1,4.

1.3. Середня довжина хвилі діапазону.

Дзеркальні антени можуть використовуватися для роботи як на фіксованій частоті так і у діапазоні частот.При використанні дзеркальної антени у діапазоні частот, розрахунок ведеться на середній довжині хвилі робочого діапазону λс [3]. Середня довжина хвилі λс відповідає середній частоті fс, яку можна знайти як середнє арифметичне між граничними частотами діапазону 1,9…2,1 ГГц:

fс = ,

де fmin = 1,9 ГГц – мінімальне значення частоти в робочому діапазоні;

f max = 2,1 ГГц – максимальне значення частоти в робочому діапазоні.

fс = 2 ГГц.

Середня довжина хвилі λс пов′зана з частотою fс співвідношенням:

λс = ,

де с = 3·108 – швидкість світла;

λс = 0,15 = 150 мм.

λmin = 0,143 = 143 мм;

λmax = 0,158 = 158 мм.

2. Розрахунок параболоїда.

2.1. Кут розкриву дзеркала.

Для зменшення електромагнітної енергії, що виходить за межі дзеркала, а також для зниження рівня бокових пелюстків ДС параболи, збуджуюче поле в розкриві дзеркала розподіляють так, щоб амплітуда поля спадала від центру до його країв [4]. Забезпечивши рівень збудження на краю розкриву дзеркала рівним 10 дБ (ТЗ), знайдемо кут розкриву ψ0 з рівності:

F(1) = F(ψ0),

де F(1) – нормоване значення амплітуди поля на краю дзеркала;

F(ψ0) – значення нормованої ДС опромінювача для кута ψ0.

2·F(1) = (1+cos ψ0)·F(ψ0),

2·F(1) = F(ψ0) + F(ψ0)·cos ψ0,

F(ψ0)·cos ψ0 + F(ψ0) – 2·F(1) = 0

Підставивши: F(1) = = 0,316 (умова ТЗ, 10 дБ=3,16);

F(ψ0) = cos2 ψ0 (ДС опромінювача)

Отримаємо: cos3 ψ0 + cos2 ψ0 – 2·0,316 = 0

сos3 ψ0*cos2 ψ0 – 0,632 = 0

ψ0 = 0,897

В градусах: ψ0 = = 51,4о

2.2. Діаметр антени.

Для знаходження діаметру параболоїда 2R0 врахуємо закон розподілення амплітуди поля в розкриві [2], який в першому наближенні має вигляд:

Еs = E0×(1- R2)2, R = ,

де E0 – амплітуда напруженості

поля в центрі параболи;

ρ - хвилевий опір.

Тому рівність для знаходження діаметру 2R0 наступна:

2R0 = ,

де λс = 150 мм – середня довжина хвилі;

2θ0,5 = 8о – ширина ДС антени.

2R0 = 1,575м.

2.3. Фокусна відстань.

Оптимальну фокусну відстань параболоїда F, яка забезпечує при заданому діаметрі розкриву 2R0 і даній ДС опромінювача найбільше значення КСД антени знаходимо з рівності:

; ,