Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Дзеркальна антена РЛС - Комунікації і зв'язок

Міністерство освіти і науки Російської Федерації

РГРТА

Кафедра РТС

Пояснювальна записка до курсової роботи з дисципліни

"Антени та пристрої НВЧ"

на тему:

"Дзеркальний антена РЛС"

Рязань 2004

Зміст

1. Введення

2. Розрахунок геометричних параметрів дзеркала і опромінювача

2.1 Основні параметри усіченого параболоїда

2.2 Основні розміри дзеркала

2.3 Основні розміри рупора

3. Розрахунок основних електричних параметрів і уточнення геометричних

3.1 Розрахунок діаграми спрямованості рупора

3.2 Апроксимація діаграми спрямованості рупора

3.3 Розрахунок розподілу амплітуди поля на випромінюючої поверхні дзеркала

3.4 Апроксимація розподілу амплітуди поля на випромінюючої поверхні дзеркала

3.5 Діаграма спрямованості дзеркальної антени

3.6 Розрахунок КНД дзеркальної антени

4. Конструктивний розрахунок

4.1 Розрахунок профілю дзеркала

4.2 Полегшення конструкції дзеркала

4.3 Розрахунок допуску на точність установки опромінювача у фокусі

4.4 Розрахунок допусків на точність виготовлення дзеркала

4.5 Опис конструкції

5. Висновок

Список літератури

Додаток

1. Введення

Дзеркальні антени є найбільш широко поширеним типом антен в дециметровому і особливо в сантиметровому діапазонах хвиль. Таке широке застосування дзеркальних антен пояснюється відносною простотою їх конструкції, можливістю отримання діаграми спрямованості (ДН) майже будь-якого типу із застосовуваних на практиці, високим ККД, малої шумовий температурою і т.д. Дзеркальні антени легко дозволяють отримати рівносигнального зону, а деякі їх типи можуть застосовуватися для швидкого переміщення (гойдання) ДН в просторі без помітних спотворень її форми в значному секторі кутів.

Дзеркальні антени є найбільш поширеним типом антен, використовуваних для радіотелескопів і антен з дуже великою спрямованістю, застосовуваних для цілей космічного зв'язку.

Широко використовуються дзеркала з параболічної формою поверхні (параболоїд обертання, усічений параболоїд обертання, параболічний циліндр.), Також поширені сферичні дзеркальні антени, дводзеркальні антени.

2. Розрахунок геометричних параметрів дзеркала і опромінювача 2.1 Основні параметри усіченого параболоїда

- Фокус; - фокусна відстань; - розмір розкриву у вертикальній площині; - розмір розкриву в горизонтальній площині; - кут розкриття (апертурний кут) у вертикальній площині; - кут розкриття (апертурний кут) в горизонтальній плоскості.2.2 Основні розміри дзеркала

Основні розміри дзеркала визначимо з виразу для коефіцієнта спрямованої дії (КНД) [1], де- площа розкриву дзеркала; - коефіцієнт використання поверхні; - робоча довжина хвилі антени. КНД дорівнює заданому коефіцієнту підсилення, якщо взяти ККД антени, т.к.,.

Для передавальної дзеркальної антени необхідно забезпечити таке опромінення, щоб ослаблення поля на краях по всьому контуру дзеркала було однаково і становило 10-14 дБ щодо його центру. З урахуванням цієї умови визначаємо коефіцієнт використання поверхні по таблиці наведеної в [2] :. Вводимо поправку 25% (5% на тінь і 20% на перелив енергії через краї дзеркала) і отримуємо.

Тепер можна визначити площу розкриву:

.

Так як за завданням, то прімемі отримаємо наступні значення

,.

Задамося кутом розкриву дзеркала у вертикальній площині. Для передавальних антен апертурний кут лежить в межах. [1] Візьмемо. За углуопределяем фокусна відстань дзеркала :, за яким визначаємо кут розкриття в горизонтальній площині

.

Так як на краях дзеркала має бути забезпечено ослаблення поля 10 дБ, то ширина нормованої діаграми спрямованості опромінювача по потужності на рівні 0,1 (за напруженості на рівні 0,3) повинна бути рівною кутку розкриву дзеркала.

В якості опромінювача візьмемо пірамідальний рупорний опромінювач, порушуваний прямокутним хвилеводом.

2.3 Основні розміри рупора

Розміри розкриву рупора виберемо по необхідної діаграмі спрямованості у відповідній площині. Ширина діаграми спрямованості пов'язана з розмірами раскриваіследующімі співвідношеннями:

,, Звідки отримуємо

,,

де- ширина нормованої діаграми спрямованості рупора по напруженості на рівні 0,3 в площині Н, - ширина нормованої діаграми спрямованості рупора по напруженості на рівні 0,3 в площині Е. Розрахуємо висоти рупора в площині Е і в площині Н:

,

Виберемо стандартний хвилевід по заданій довжині волниіз таблиці наведеної в [4]. Візьмемо хвилевід R-70 з размераміі граничної потужністю.

Перерахуємо за рівнянням стикування висоту рупора в площині Е

[2].

Кути розкриву рупора в площині Е і в площині Н:

3. Розрахунок основних електричних параметрів і уточнення геометричних 3.1 Розрахунок діаграми спрямованості рупора

Нормована діаграма спрямованості рупора в площині Е:

Нормована діаграма спрямованості рупора в площині Н:

3.2 Апроксимація діаграми спрямованості рупора

Апроксимуємо діаграму спрямованості рупора в площині Е в межах головної пелюстки функціейі для отриманого значеніяопределім максимальний коефіцієнт використання поверхні зеркалаі відповідний йому оптимальний кут розкриву дзеркала у вертикальній площині.

Діаграма спрямованості досить добре апроксимується функціейт.е ..

Значеніяіопределяем по залежності

при.

Таким образома.

Перераховуємо фокусна відстань для оптимального кута розкриву

.

Уточнюємо фокусна відстань по синфазности випромінювання опромінювача назад з основним випромінюванням антени. Для забезпечення синфазности випромінювання повинна виконуватися умова, десь ціле число. [4]

; .3.3 Розрахунок розподілу амплітуди поля на випромінюючої поверхні дзеркала

Нормований розподіл амплітуди поля у вертикальній площині описується виразом. Для переходу до залежності, - координата точки по розкриву дзеркала, скористаємося виразом з геометричної оптики отримаємо такий вираз:

,

змінюється отдо.

Нормований розподіл амплітуди поля в горизонтальній площині описується вираженіемілі залежно від координати по розкриву дзеркала

,

гдеізменяется отдо.

3.4 Апроксимація розподілу амплітуди поля на випромінюючої поверхні дзеркала

Так як амплітуда поля на краях розкриву дзеркала відмінна від нуля, то

У цьому випадку зручна апроксимація. [1]

У вертикальній площині, де, змінюється отдо.

У горизонтальній площині

,

де, змінюється отдо.

3.5 Діаграма спрямованості дзеркальної антени

Ненормована діаграма спрямованості дзеркальної антени без урахування тіні від опромінювача визначається виразом [2]. Ненормована діаграма спрямованості дзеркальної антени у вертикальній площині :. Нормована діаграма спрямованості :. Ненормована діаграма спрямованості дзеркальної антени в горизонтальній площині :. Нормована діаграма спрямованості :.

Нормована діаграма спрямованості з урахуванням тіні від опромінювача: у вертикальній площині, де; в горизонтальній площині, де.

3.6 Розрахунок КНД дзеркальної антени

, - Діюча площа антени, - максимальний коефіцієнт використання поверхні дзеркала, - геометрична площа розкриву дзеркала, - площа опромінювача, який закриває розкривши спереду. [4]

4. Конструктивний розрахунок 4.1 Розрахунок профілю дзеркала

Дзеркало являє собою усічений параболоїд обертання. Так як потрібно забезпечити однакове (10-14 дБ) ослаблення поля на краях по всьому контуру дзеркала, то його потрібно обрізати не по прямій лінії, а по деякій кривій, що є контуром рівної інтенсивності поля.

Діаграма прямокутного рупора на заданому рівні (10 дБ) має перетин, близьке до еліптичного. Таку ж еліптичну форму повинен мати контур дзеркала. [3]

Рівняння поверхні дзеркала в декартовій системі координат має такий вигляд :.

Перетин дзеркала вертикальною площиною має вигляд:

Перетин дзеркала горизонтальною площиною має вигляд:

4.2 Полегшення конструкції дзеркала

З метою зменшення ваги і парусність параболічних антен їх відбивачі виконують з решіток або перфорируют. Решітчаста поверхня виконується з металевих дротів або пластин. Відстані між елементами решітки повинні бути менше половини довжини хвилі, вектор електричного поля, випромінюваного облучателем, повинен бути паралельним елементам решітки.

Дзеркало можна вважати хорошим, якщо коефіцієнт проходження не перевищує 1%. Коефіцієнт проходження визначається як відношення енергії хвилі, що пройшла за дзеркало, до енергії падаючої хвилі.

Коефіцієнт проходження для параболоїда обертання можна розрахувати за такою наближеною формулою :, де- найменший розмір розкриву; - фокусна відстань; - коефіцієнт проходження для плоскої поверхні тієї ж конструкції, що й розглядається дзеркало; - коефіцієнт нерівномірності поля.

Розрахуємо основні параметри для решітки, виконаної з металевих дротів. Залежність коеффіціентаот відносної відстані між осями сусідніх проводовдля нескінченної плоскої решітки наведена в [2]. Задамося значеніемі значенням, радіус проводу. За цим значенням отримаємо. Коеффіціентможно приблизно вважати рівним коефіцієнту використання поверхні дзеркала [4], тогдаілі. Радіус дроти, відстань між осями сусідніх проводов.4.3 Розрахунок допуску на точність установки опромінювача у фокусі

Для отримання в розкриваючи параболічної антени хвилі з плоским фазовим фронтом необхідно фазовий центр опромінювача поміщати по можливості точніше у фокусі параболічної поверхні. Визначимо, з якою точністю необхідно виконувати цю умову. Допустимий зрушення опромінювача з фокусу визначається нерівністю

. [4] 4.4 Розрахунок допусків на точність виготовлення дзеркала

При визначенні допуску на точність виготовлення дзеркала виходять з допустимої фазової помилки в розкриваючи, рівної. Це дає :, де-допустиме відхилення радіуса вектора поверхні дзеркала. Допуск в центральній частині дзеркала дорівнює, таким чином ,, а на периферії дзеркала може бути менш жорстким. [2]

Допуск в центральній частині дзеркала; допуск для більшого кута розкриву; допуск для меншого кута розкриву.

4.5 Опис конструкції

Отримана дзеркальна антена складається з наступних частин (див. Додаток):

1) рефлектор (дзеркало), що представляє собою усічений параболоїд обертання, і виконаний з тонких металевих проводів;

2) опромінювач - пірамідальний рупор, що забезпечує вертикальну поляризацію;

3) опори рефлектора;

4) механізм обертання по азимуту;

5) подзеркальник;

6) механізм обертання по куту місця;

7) живить хвилевід;

8) оббортовка;

9) опори опромінювача;

10) платформа антени.

5. Висновок

В результаті виконання роботи була розроблена дзеркальна антена, яка задовольняє заданим технічним вимогам: забезпечено віялова діаграма спрямованості (); робота здійснюється на довжині хвилі; забезпечена лінійна поляризація (вертикальна); передбачений захист від вітрового навантаження.

Список літератури

1. Власов В.І., Берман Я.І. "Проектування високочастотних пристроїв радіолокаційних станцій". Ленінград, видавництво "Суднобудування". Ленінград, 1972.

2. Жук М.С., Молочков Ю.Б. "Проектування антенно-фідерних пристроїв". М. -Л., Видавництво "Енергія", 1966.

3. Драбкин А.Л. та ін. "Антенно-фідерні пристрої". Изд.2-е, доповнене і перероблене. М., "Сов. Радіо", 1974.

4. Дорохов А.П. "Розрахунок і конструювання антенно-фідерних пристроїв". Видавництво Харківського університету, 1960.

Додаток
Сімейне консультування
Московський Регіональний Соціально-Економічний Інститут Р Е Ф Е Р А Т по предмету Психологічне консультування за темою "Сімейне консультування". Чільне-2010 Зміст Введення § 1 Поняття сім'ї § 2 Сімейні кризи § 3 Зрада і розлучення Висновок Література Введення Сім'я - осередок

Шляхи подолання стресу
Методи подолання стресу умовно поділяються на прямі, проблемно- орієнтовані (зміна стресора), емоційно-орієнтовані (зміна ставлення) і комплексні. Проблемно-орієнтовані методи подолання стресу ефективні відносно стрессоров, на які ми можемо вплинути або які ми можемо змінити самі. До цих

Психологічний вплив як соціально-психологічний феномен
Контрольна робота Психологічний вплив як соціально-психологічний феномен План: Введення 1. Суть соціально-психологічного впливу 2. Характеристика соціально-психологічного впливу Список використаної літератури Введення На общеметодологическом рівні соціально-психологічної теорії психологічний

Пошук сенсу життя в юності
Зміст Вступ 1. Розвиток самосвідомості у ранній юності 2. Пошук сенсу життя Висновки Список використаної літератури Вступ Юнацький вік один з відповідальних періодів формування особи, який включає усвідомлення сенсу життя і її цілей. Більшістю учених визнається, що підлітковий і

Основні види мислення
Зміст Введення Глава 1. Мислення як вищий пізнавальний психічний процес 1.1 Характеристика мислення як психологічного процесу 1.2 Види мислення 1.3 Основні етапи формування мислення 1.4 Особливості розвитку наочно-дієвого і наочно-образного мислення дітей молодшого шкільного віку Глава 2.

Особові і ситуационные детермінанти в емоційно мотивационной регуляции
Особові і ситуационные детермінанти в емоційно мотивационной регуляции Введення В наукових трудах вчених (В.П. Зінченко, Е.Б. Моргунов [], С.Л. Рубінштейн [], Г.М. Андреєва []), що займаються психологією особистості і, особливо, її розвитком, так чи інакше, але обов'язково зачіпається питання

Вивчення впливу соціально-психологічних факторів на учнів у класах гендорного навчання
Зміст: Введення. Мета дослідження. Завдання. Дата проведення. Методика дослідження. Устаткування. Результати досліджень. Висновок. Додатки. Список використаної літератури. Вступ: Людина - не що інше, як сума наступних факторів: батьків і годувальниці, місця і часу, повітря та погоди, світла

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати