6.2 Рефлекторная параболическая антенна

Исходные данные:

1. Частота fГГц;

2. Ширина диаграммы направленности в вертикальной плоскости Δθ_0,5XZи горизонтальной плоскости Δθ_0,5YZ по уровню – 3 дБ, в градусах;

3. Уровень боковых лепестков δ дБ;

4. Тип облучателя;

5. Форма раскрыва;

6. Мощность передатчика P = 2кВт.

Таблица 6.2

№ варианта		f, ГГц	Δθ0,5XZ	Δθ0,5YZ	- δ, дБ	Тип излучателя	Форма раскрыва
01 04 07 10 13		10,0 12,0 14,0 16,0 18,0	3 4 4 5 1	3 3 2 2 2	22 20 20 19 18	Рупорная пирамидальная антенна	Прямоу-гольник
16 19 22 25 28		12,0 10,0 14,0 13,0 15,0	7 5 3 7 5	7 5 3 7 5	24 25 23 26 27	Диэлектрическая стержневая	Круг
31 34 37 40 43	6,0 3,0 4,0 2,0 5,0		10 15 7 20 8	10 15 7 20 8	25 21 23 20 18	Спиральная антенна	Круг
46 49 52 55 58	3,0 4,0 2,0 1,0 5,0		3 4 8 15 2	5 2 6 10 3	20 23 18 16 21	Вибратор с контррефлекто-ром	Прямоу-гольник
61 64 67 70 73	8 9 10 6 7		5 3 4 7 5	4 6 2 3 2	16 18 20 22 24	Щель в волноводном резонаторе	Прямоу-гольник
76 79 82 85 88	20 18 16 14 10		2 4 5 5 7	3 3 4 5 7	21 22 21 22 21	Рупорная коническая антенна	Круг

Выбрать и рассчитать:

1. Основные параметры облучателя и размеры зеркала;

2. Диаграмму направленности антенны в вертикальной и горизонтальной плоскостях;

3. Распределение поля в раскрыве;

4. Линию передачи.

Вычертить:

1. Облучатель;

2. Общий вид антенны.

Методические указания:

Размеры раскрыва можно определить по заданной ширине ДН и уровню боковых лепестков, используя данные табл. 3.1 и 3.2. При заданном коэффициенте усиления ориентировочные размеры определяются из соотношения: ,

где S– площадь раскрыва круглой или прямоугольной формы. Эффективность γ можно при оценке размеров принять 0,5 – 0,7.

0. Антенны для телерадиовещания и базовых станций подвижной связи.

Исходные данные:

1. Частота f, МГц;

2. Параметры диаграммы направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях (по уровню –3 дБ) в градусах, уровень боковых лепестков;

3. Мощность передатчика Р, кВт;

4. Высота фазового центра антенны – h, в метрах;

5. Тип излучателя и поляризация поля.

Таблица 6.3

№ варианта	f, МГц	Δθ0,5θ	Δφ	- δ, дБ	Р, кВт	h, м	Тип излучателя	Поляри-зация
02 05 08 11 14	60 50 85 100 85	50 70 60 50 80	360 360 360 360 360	13 13 15 15 13	300 500 150 2 10	300 350 250 40 100	Турникетная антенна	Горизонт. Горизонт. Горизонт. Вертик. Вертик.
							Вибраторная антенна
17 20 23 26 29	175 200 215 175 225	15 30 18 20 10	360 180 360 90 360	18 15 20 17 18	100 70 150 100 80	190 120 150 100 170	Панельная антенна	Горизон-тальная
32 35 38 41 44	800 1800 800 850 450	7 5 5 10 12	- - - - -	15 18 20 17 15	1 2 5 2 5	70 90 80 90 70	Полуволновый вибратор	Наклонная 45^0
47 50 53 56 59	800 800 1800 1800 450	10 3 4 2 7	- - - - -	20 15 18 13 15	0,5 0,1 0,3 0,5 0,2	50 100 80 70 30	Полосковый резонатор	Наклонная 45^0
62 65 68 71 74	2400 1800 1800 2400 2400	1,5 5 7 3 5	90 120 360 180 90	13 13 18 15 20	2,0 3,0 5,0 3,0 5,0	30 50 20 30 40	Волноводно- щелевой излучатель	Наклонная 45^0
77 80 83 86 89	160 460 160 175 930	15 10 20 15 7	360 360 120 90 360	15 18 15 13 18	10,0 7,0 10,0 5,0 3,0	60 50 30 40 50	Полуволно-вой вибратор	Вертикаль-ная

Выбрать и рассчитать:

1. Размеры и характеристики направленности одиночного излучателя;

2. Количество элементов и шаг решетки в вертикальной плоскости, число элементов в этаже;

3. Распределение возбуждения по элементам;

4. Угол наклона максимума диаграммы направленности к горизонту;

5. Схему питания и симметрирования одиночных излучателей и антены в целом;

6. Параметры линии передачи и затухания в ней;

7. Диаграмму направленности антенны в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Вычертить:

1. Конструкцию излучающего элемента со схемой настройки и симметрирования;

2. Общую схему антенны.

Методические указания:

1. Одиночный излучатель нужно выбрать таким образом, что бы он обеспечивал заданную широкополосность и поляризацию. При проектировании необходимо учитывать рабочие полосы каналов в соответствующих системах;

2. Число этажей излучателей выбирается с учетом требований к механическим характеристикам антенны;

3. Для обеспечения требуемого уровня боковых лепестков используется неравномерное по амплитуде возбуждение элементов в соответствии с таблицей 3.1. Наклон диаграммы направленности антенн в сторону поверхности земли обеспечивается фазировкой элементов. Фазовый сдвиг определяется через угол наклона диаграммы шаг решетки (см. рис. 6.1);

4. Конструкцию мачт и стоек турникетных и вибраторных антенн нужно выбирать из условия обеспечения круговой диаграммы в горизонтальной плоскости.

Библиографический список.

1. Ерохин Г.А., Чернов О.В., Козырев Н.Д., Кочержевский В.Д. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. М.: Горячая линия – Телеком, 2007. 411с.

2. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. М: Высшая школа, 1988. 432с.

3. Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства. М.: Радио и связь, 1989. 352с.

4. Антенны и устройства СВЧ (проектирование ФАР)/Под ред. Д.Н. Воскресенского 2-е изд. доп. и переработ. М.: Радио и связь, 1994. 592с.

5. Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование антенно-фидерных устройств. М.: Энергия, 1996. 648 с.

6. Шпиндлер Э. Практические конструкции антенн. М.: Мир, 1989. 448с.

7. Конструирование СВЧ устройств и экранов / Под ред. А.М. Чернушенко М.: Радио и связь, 1983. 400с.

8. Справочник конструктора РЭА: компоненты, механизмы, надежность / Под ред. Р.Г. Варламова. М.: Радио и связь, 1985. 384 с.

9. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств / Под ред. В.Н. Вольмана. М.: Радио и связь, 1982. 328с.

10. Е. Янке, Ф. Эмде, Ф. Леш Специальные функции (Формулы, графики, таблицы). М.: Наука, 1968. 344с.

6