Зеркальная антенна с моноимпульсным
Расчет двухзеркальной антенны Кассегрена
жүктеу/скачать 0.53 Mb. Pdf көрінісі
|
| 3. Расчет двухзеркальной антенны Кассегрена
Антенна Кассегрена находит широкое применение в системах беспроводной связи. Основные геометрические параметры антенны приведены на рисунке 12. Она состоит из рупорного облучателя, вспомогательного зеркала - субрефлектора в виде гиперболоида вращения и основного зеркала в виде параболоида вращения. Преимуществом антенны является небольшой продольный размер, технология их изготовления хорошо отработана. Она позволяет реализовать необходимые электрические параметры, поскольку можно управлять размерами и формой большего количества элементов (два зеркала, облучатель, расстояние между ними). Облучатель обычно размещают у вершины основного зеркала. Это укорачивает длину питающего фидера, что приводит к уменьшению массы антенны, потерь в фидере и снижению шумовой температуры. Рисунок 12 – Основные геометрические параметры антенны Кассегрена 19 Расчет, при заданных требованиях, начинают с определения параметров основного зеркала, затем субрефлектора совместно с облучателем. В качестве облучателей антенны Кассегрена обычно используются рупорные антенны и их модификации, так как они наиболее просты конструктивно, хорошо согласуются с питающим трактом, позволяют осуществить работу на двух линейных поляризациях, имеют фазовый центр, обладают широким рабочим диапазоном частот. Наибольшее применение получили пирамидальные и конические рупоры, причем коэффициент усиления рупорного облучателя выбирают так, чтобы обеспечить одинаковое затенение на основном зеркале субрефлектором и раскрывом облучателя. В этом случае антенна будет оптимизирована по коэффициенту использования поверхности (КИП). Для расчета геометрических параметров антенны на начальном этапе проектирования используем метод геометрической оптики. При заданном коэффициенте усиления антенны G диаметр большого зеркала находится по формуле: 𝐷 𝑚 = (𝜆 2 ⁄ )𝐺𝜐, где КИП антенны 𝜐 = 0,5…0,7. Из соотношения: 𝑓 𝑚 = (0,35 … 0,5)𝐷 𝑚 выбираем фокусное расстояние большого зеркала. Используя формулу: 𝐷 𝑠 ≈ √2𝛼𝜆𝑓 𝑚 , рассчитаем диаметр вспомогательного зеркала 𝐷 𝑠 , где 𝛼 = 1,1…1,3 – коэффициент, учитывающий амплитудное распределение поля в раскрыве облучателя. Площадь раскрыва облучателя у оптимизированной антенны Кассегрена будет равна: 𝜋𝐷 𝑠 2 4 20 По формуле: 𝑒 = (4𝑓 𝑚 + 𝐷 𝑚 ) (4𝑓 𝑚 − 𝐷 𝑚 ) найдем эксцентриситет гиперболы 𝑒. Половина угла раскрыва большого зеркала 𝜓 𝜐 и половина угла раскрыва вспомогательного зеркала 𝜓 𝑟 рассчитываются по формулам ниже. tan ( 𝜓 𝜐 2 ) = 𝐷 𝑚 4𝑓 𝑚 tan ( 𝜓 𝜐 2 ) tan ( 𝜓 𝑟 2 ) = 4𝑓 𝑐 𝐷 𝑠 1 − sin((𝜓 𝜐 − 𝜓 𝑟 ) 2 ⁄ ) sin((𝜓 𝜐 + 𝜓 𝑟 ) 2 ⁄ ) = 2𝐿 𝜐 𝑓 𝑐 (𝑓 𝑐 − 𝐿 𝜐 ) = 𝐿 𝜐 𝑒 + 1 𝑒 − 1 |