Средняя рабочая частота: 4 ГГц

Коэффициент усиления приёмной антенны: 48 дБ

Тип фидера: круглый волновод

Мощность передатчика: 50 Вт

Мощность на входе приёмника: -108 дБВт

Длина трассы ИСЗ-З: 39900 км

Проектирование и расчёт. Параметры передающей антенны

В разрабатываемой антенне используется конический рупорный облучатель. Для КР характерны простая конструкция и достаточно широкий диапазон рабочих частот, определяемый условиями одноволнового режима питающего волновод (используется круглый волновод), а также лучшая симметрия диаграммы направленности, чем у пирамидального рупора.

Коэффициент направленного действия облучателя выбирают, как правило, в пределах относительных единиц.

Пусть , тогда диаметр раскрыва (апертура) рупора:

м

Радиус раскрыва рупора: .

Длина рупора:

м

Половина угла раскрыва рупора:

Диаграммы направленности излучения облучателя в плоскостях E и H строятся по номограммам ([1], стр. 8, рис. 4) по значению отношения диаметра раскрыва рупора к длине волны .

Определённые по номограммам нормированные значения функций направленности:

Построенные по полученным значениям диаграммы направленности облучателя:

Углы по уровню 0, 3:

Положение фазового центра конического облучателя зависит от величины максимальной фазовой ошибки в раскрыве, равной:

Т. к , то расстояние от центра раскрыва рупора до фазового центра в сторону его вершины:

Защита облучателя от внешних воздействий и попадания влаги в его раскрыв помещается пластина из диэлектрика.

При потерях толщина пластины:

м

Радиус волновода выбирается из условия:

По справочной таблице выбирается волновод типа С40 диаметром 52 мм.

Параметры профиля зеркала

бортовой спутниковый передающий антенна

Радиус апертуры зеркала антенны рассчитывается с учётом усиления антенны:

Величина - произведение результирующего коэффициента использования апертуры и КПД антенны.

м

Фокусное расстояние параболического отражателя:

- половина оптимального угла раскрыва, определяемого по диаграмме направленности по уровню 0, 3.

м

Для рупорного облучателя фокусное расстояние уточняется округлением до целого числа полуволн: .

Для данного случая: f=0, 189 м (n=5).

Профиль параболического зеркала, рассчитанный с помощью выражения :

Таблица для построения профиля:

Распределение амплитуды поля в апертуре антенны

Расчёт распределения амплитуды поля в апертуре антенны выполняется с применением аппроксимирующей функции вида:

(в этом выражении - нормированное расстояние точки в раскрыве антенны от её центра)

Расчёт коэффициентов и .

Результаты расчёта зависимости :

Составляется система уравнений (для и ), которая решается относительно переменных и :

В результате решения системы получены значения:

Аппроксимирующая функция:

Графики истинного (сплошная линия) и аппроксимированного (пунктирная линия) распределения амплитуды поля в апертуре антенны:

Расчетные значения:

Расчёт диаграммы направленности антенны

Функция направленности для амплитудного распределения поля в раскрыве антенны, аппроксимированного в виде степенного трёхчлена :

(в этом выражении , , - лямбда-функция i-го порядка)

Диаграмма направленности антенны:

Ширина главного лепестка по уровню 0, 7 составляет 4°.

Защита облучателя от отражённой волны

Для устранения влияния отражённой от зеркала волны на облучатель можно применить различные способы:

- вынос облучателя из фокуса;

- поворот отражённой волны на 90° (изменение угла поляризации);

- покрытие центральной части отражателя поглощающим материалом.

При использовании последнего способа в центральной части зеркала помещают металлический диск.

Диаметр диска для данного случая:

м

В результате в точке размещения облучателя противофазные и равноамплитудные волны взаимно компенсируют друг друга.

Литература