Рупорно-параболическая антенна

Автор: Пользователь скрыл имя, 13 Сентября 2013 в 19:43, курсовая работа

Описание работы

В настоящее время радиорелейные линии (РРЛ) связи являются надёжным и уже достаточно обжитым средством для передачи мощных информационных потоков. Хотя сети РРЛ уже сформировались, происходит дальнейшее развитие этой отрасли, связанное как с освоением новых частотных диапазонов, так и модернизацией существующих РРЛ. Этот прогресс позволил РРЛ сохранить надлежащее место в глобальной сети передачи информации.

Содержание

Введение…………………………………………………………………....4
Обзорный раздел…………………………………………………………...5
Определение конструктивных и электрических параметров антенны...17
Описание конструкции……………………………………………………24
Заключение………………………………………..………………………..25
Список литературы………………………………………………………...26

Работа содержит 1 файл

Определение конструктивных размеров антенны.docx

— 892.61 Кб (Скачать)

Зададимся углом раскрыва α=30о .

 

 

 

 

 

 

Для приблизительно одинаковых размеров раскрыва антенны в

вертикальной и горизонтальной плоскости величины R1 , R2 , L1, L2 и f должны определяться соотношениями:


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаграмма направленности антенны  зависит как от характера

распределения поля по апертуре, так  и от формы самой апертуры. При точном учёте этих факторов формулы для расчёта диаграмм направленности

приобретают весьма сложный вид. Они существенно упрощаются, если

предположить, что апертура представляет собой прямоугольник с размерами a и b, а распределение поля в этом прямоугольнике идентично распределению поля в прямоугольном волноводе на волне Н10, питающем данный рупор.

На Рис.1 видно, что a = ,

 

 

k-волновое число,

Диаграмма направленности в случае горизонтальной поляризации в вертикальной плоскости имеет вид:

 ;

А в горизонтальной плоскости имеет  вид:

 


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

20


Рис.13. ДН в вертикальной плоскости

 

Рис.14. ДН в горизонтальной плоскости

 

 

 

 

 

Для горизонтальной поляризации раскрыв РПА будет иметь синфазное постоянное амплитудное распределение по размеру b и косинусное – по размеру a. Тогда для определения ширины ДН в вертикальной и в горизонтальной плоскостях можно воспользоваться соотношениями

 

o0,5Е = 51o λ/a => 2θo0,5Е =1,43o

o0,5Н = 68o λ/b => 2θo0,5Н =1,91o 


Определим величину L3: Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

21


 

 

 

При конструировании волноводного тракта необходимо выбирать

стандартный волновод и стандартный  волноводный фланец. Размеры и

электрические параметры стандартных  волноводов приведены в таблице 1, а размеры стандартных фланцев (контактных и дроссельных) в таблице 2.

Длина перехода L выбирается в пределах (3..10)*λ. Выберем L=5λ=5*0.04м=0,2 м.

Длина волновода берется в пределах (2..5)*λ. Выберем L=2λ=3*0,04м=0,12м.

 

Найдем размеры питающего волновода. Выбор размеров поперечного сечения  прямоугольного волновода a и b производится из условия распространения в волноводе только основного типа волны H10:

; 0,02<a<0,04

 

Из таблицы 1 выбираем стандартный волновод МЭК-84. К волноводу, из таблицы 2, подберем фланец стальной, плоский, приварной ГОСТ 12820-80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.Стандарты для прямоугольных волноводов

 

Тип волновода

Диапазон частот для основного  типа волн, ГГц

Диапазон основного типа волн, см

Внутренние размеры, мм

Толщина стенок, мм

ширина

высота

мэк-3

0,32-0,49

93,7-61,2

584,2

292,10

-

МЭК-4

0,35-0,53

85,7-56,6

533,4

266,70

-

МЭК-5

0,41-0,62

73,2-48,4

457,2

228,60

-

мэк-6

0,49-0,75

61,2-40,0

381,0

190,50

-

МЭК-8

0,64-0,98

46,9-30,6

292,1

146,05

-

МЭК-9

0,76-1,15

39,5-26,1

247,65

123,82

-

МЭК-12

0,96-1,46

31,2-20,5

195,58

97,79

-

МЭК-14

1,14-1,73

26,3-17,3

165,10

82,55

2,030

МЭК-18

1,45-2,20

20,7-13,6

129,54

65,77

2,030

МЭК-22

1,72-2,61

17,4-11,5

109,22

54,61

2,030

МЭК-26

2,17-3,30

13,8-9,09

86,36

43,18

2,030

МЭК-32

2,60-3,95

11,5-7,59

72,14

34,04

2,030

МЭК-40

3,22-4,90

9,32-6,12

58,17

29,083

1,625

МЭК-48

3,94-5,99

7,61-5,01

47,55

22,149

1,625

МЭК-58

4,64-7,05

6,46-4,25

40,39

20,193

1,625

МЭК-70

5,38-8,17

5,58-3,67

34,85

15,799

1,625

МЭК-84

6,57-9,99

4,57-3,00

28,499

12,624

1,625

МЭК-100

8,20-12,5

3,66-2,40

22,86

10,160

1,270

МЭК-120

9,84-15,0

3,05-2,00

19,05

9,525

1,270

МЭК-140

11,9-18,0

2,52-1,67

15,799

7,899

1,015

МЭК-180

14,5-22,0

2,07-1,36

12,954

6,477

1,015

МЭК-220

17,6-26,7

1,77-1,12

10,668

4,318

1,015

МЭК-260

21,7-33,0

1,38-0,90

8,636

4,318

1,015

МЭК-320

26,4-40,0

1,14-0,75

7,112

3,556

1,015

МЭК-400

32,9-50,1

0,91-0,60

5,690

2,845

1,015

МЭК-500

39,2-59,6

0,76-0,50

4,775

2,388

1,015

МЭК-620

49,8-75,8

0,60-0,40

3,759

1,880

1,015

МЭК-740

60,5-91,8

0,50-0,33

3,099

1,549

1,015

МЭК-900

83,8-112

0,36-0,27

2,540

1,270

1,015

МЭК-1200

92,2-140

0,325-0,214

2,332

1,016

1,015

МЭК-1400

114-173

0,263-0,173

1,651

0,826

-

МЭК-1800

145-220

0,21-0,136

1,295

0,648

-

МЭК-2200

172-261

0,174-0,115

1,092

0,846

-


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

22



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

23


Таблица 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Описание конструкцииИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

24


 

  Проектируемая конструкция антенны состоит из вырезки зеркала (из параболоида вращения), пирамидального рупора  и рупорного перехода, необходимого для соединения с фидером.

В конструкции рупорно-параболической антенны осуществлено полное вынесение облучателя из поля излучения зеркала и очень мало обратное излучение за края раскрыва.

Фланец для соединения перехода антенны с волноводом устанавливается на волноводе  и припаивается высокотемпературным серебряным припоем.

Рупор соединяется  с параболическим зеркалом в единое целое с помощью клепок.

Стенки  облучающего рупора продолжены до пересечения  с поверхностью параболоида. Это  устраняет возможность непосредственного (помимо основного зеркала) приема энергии  облучателем, что резко снижает  боковое и заднее облучение. Таким  образом, коэффициент υ2, учитывающий переливание излученной рупором энергии за края зеркала, будет очень близок к 1.

   Ширина стенок прямоугольного волновода равна 1,625 мм.

Данная  антенна изготавливается из алюминия. Зеркало покрыто крышкой из диэлектрика для защиты от атмосферных осадков. В качестве диэлектрика выбран пенопласт, имеющий наиболее подходящие показатели диэлектрической проницаемости (1,03) и тангенса угла потерь (tgδ=0.001). Крышка, выполненная из пенопласта не вызывают рассогласования антенны с волноводом и почти не уменьшают величину коэффициента усиления антенны. Внешний слой крышки изготавливается из стекловолокна. Конструкция крышки обеспечивает  влагонепроницаемость антенны, а также возможность создания в антенне избыточного давления осушенного воздуха, что необходимо для устранения просачивания влаги извне, а также для защиты от влаги, выпадающей из воздуха. Антенна отделяется от волновода с помощью герметизирующих вставок с водосливными каналами для стока воды, образуемой в антенне при конденсате.

Вся конструкция  покрывается антикоррозионной краской  для защиты от агрессивной среды.

 


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

25


Заключение

 

В ходе выполнения курсовой работы, я  спроектировал рупорно-параболическую антенну с коэффициентом усиления 40 дБ и длиной волны λ=4 см. Рассчитал её геометрические и электрические параметры. Так же мной были построены диаграммы направленности в случае горизонтальной поляризации в горизонтальной и вертикальной плоскостях, и создан сборочный чертеж спроектированной антенны. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

26


Список литературы

 

  1. Сазонов Д.М. - Антенны и устройства СВЧ (1988)
  2. Бова Н.Т., Резников Г.Б. - Антенны и устройства СВЧ (2-ое изд.) – 1982
  3. Драбкин А.Л. и др. - Антенно-фидерные устройства (1974)
  4. Жук М.С., Молочков Ю.Б. - Проектирование антенно-фидерных устройств
  5. К. Ротхаммель. Антенны. 1979
  6. Заикин И.П., Тоцкий А.В., Абрамов С.К. Проектирование антенных устройств радиорелейных линий связи, 2006. Учебное пособие.
  7. Метрикин А. Антенно-волноводные тракты радиорелейных линий связи

Информация о работе Рупорно-параболическая антенна