.
У класичних схемах Кассегрена використовується наступне геометрооптіческое властивість відображення сферичної хвилі від поверхонь другого порядку: сферична хвиля, випромінювана джерелом з фазовим центром, що збігається з одним з фокусів довільній поверхні другого порядку, в результаті переотраженія від неї перетвориться знову в сферичну хвилю, але з фазовим центром, що збігається з іншим фокусом. p> Схема Кассегрена запропонована в 1672 р. для побудови оптичних телескопів. p> Ця схема може бути взята за основу при побудові антенних пристроїв у діапазоні СВЧ при досить великому відношенні діаметра розкриву антени до довжини хвилі.
Антени Кассегрена широко використовуються в області радіорелейного і космічного зв'язку, у радіоастрономії, радіоуправлінні, радіолокації і т.д.
Для космічної зв'язку зазвичай будують антени великих розмірів з діаметром великого дзеркала в 20-30 м і більше. На тропосферних лініях зв'язку застосовуються антени сдіаметром розкриву 7-18 м. У області радіорелейного зв'язку застосовуються антени з діаметром розкриву від 0,5 до 5 м.
У даній роботі необхідно розрахувати Двухзеркальная параболічну антену кругової поляризації за схемою Кассегрена. <В
2. Основна частина
2.1 Розрахунок діаметрів дзеркал, фокусних відстаней і профілів дзеркал
В
Знаходимо середню довжину хвилі заданого частотного діапазону:
[м]
Знайдемо значення хвильового числа k:
В
Знайдемо значення хвильового опору:
В
В
Діаметр основного дзеркала 2R п пов'язаний із заданою довжиною хвилі і потрібним кутом розчину діаграми спрямованості на рівні половинної потужності приблежения залежністю [6]:
В
p> Фокусна відстань вибирається зі співвідношення
В
p>В
звідки
Відстань між фокусами гіперболоїда f г вибирається залежно від вимоги до місця розміщення опромінювача. Зазвичай опромінювач розташовують поблизу центру основного дзеркала, з цього
В
p>В
У літературі наводиться наступне приблежения співвідношення для оптимального вибору діаметра гіперболоїда:
K-відношення діаметра ефективного розкриву опромінювача до діаметру затінення (близька до 1 і зменшується при великому числі опромінювачів);
f-фокусна відстань параболоїда;
Звідки вибираємо R Г = 0.082 м.
Кут розкриву пЃ† пЂ° пЂ визначається за формулою
В
p>В
Профіль параболи визначається в полярних координатах залежністю
Вид параболоїда і допоміжного дзеркала зображений на малюнку 1.
В
Рис.1- Профіль великого і малого дзеркала
Воспользовшісь поняттям про еквівалентному параболоїда знайдемо його фокус і кут розкриття:
В
<В
2.2 Розрахунок опромінювача
В якості опромінювача будемо застосовувати рупор. Діаграму спрямованості невеликого рупора можна розрахувати за допомогою наступних наближених співвідношень:
F E (Y) = (1 + cos (Y)) (sin (kb р sin (Y)/2))/(2kb р sin (Y)/2) (2.2.1)
F H (Y) = (1 + cos (Y)) (cos (ka р sin (Y)/2))/(2 (1 - (2ka р sin (Y)/(2p)) 2 )) (2.2.2)
Де F E (Y), F H (Y) - нормовані діаграми спрямованості по напруженості поля в площинах E і H відповідно;
Y - кут, що відраховується від напрямку максимуму діаграми спрямованості;
a p і b p - розміри раскривa рупора в площинах H і E відповідно;
В
Далі користуючись графіком (малюнок 2) і формулами (2.2.1) і (2.2.2) знайдемо розміри a p і b p , з співвідношення, якому повинна задовольняти Д.М. опромінювача (2.2.3):
(2.2.3)
Тоді F ( Y 02 ) = 0.25
Таким чином підставимо F ( Y 02 ) у формули (2.1.1) і (2.1.2) і знайдемо значення sin (u 1 )/u 1 і
Де u 1 = kb р sin ( Y 02 )/2 для площини E і
u 2 = ka р sin ( Y 02 ) /2 для площини H.
Тепер з малюнка (2.1.1) знайдемо значення u 1 і u 2 . З яких, висловимо а р і b р .
В
Рис.2 - Знаходження значень u 1 і u 2
Тепер висловимо а р і b р ...
