Расчет приемной антенны

Данная курсовая работа предназначена для закрепления навыков и формирования умений работы с антенно-фидерными устройствами. Ведь умея использовать полученные знания в ходе курса АФУ, мы научимся работать с большинством антенн, работать в различных сферах связи.

Целью курсового проекта является расчет основных электрических характеристик и направленных свойств антенн, входящих в состав спутниковых систем радиосвязи, телевидения, и радиорелейных линий связи.

Спутник находится на геостационарной орбите и используется как ретранслятор для прямого телевизионного вещания на линии Земля-ИСЗ-Земля. Спроектировать наземную антенну для непосредственного приема телевизионных программ в дециметровом диапазоне радиоволн.

Исходные данные для проектирования представлены в таблице 1:

Таблица 1.

Пояснение к заданию

В таблице 1 использованы следующие обозначения:

lф1-длина фидера, питающего передающую антенну;

P2-мощность на входе малошумящего приемного устройства;

fраб-рабочая частота передающего устройства;

P1-мощность бортового передатчика;

G1-коэффицент усиления бортовой антенны.

Протяженность радиолинии Земля-ИСЗ составляет 40000 км. Потерями в фидере приемной антенны можно пренебречь.

Определение коэффициента полезного действия фидера бортовой антенны

В согласованном режиме коэффициент полезного действия фидера определяется по формуле:

ηф1=e-0.23αlф, (2.1)

где α- коэффициент затухания в фидере(принять равным 0.1 дБ/м);

lф-длина фидера, м

Подставляя в формулу 2.1 имеющиеся значения мы имеем:

ηф1=e-0.23*0.1*3=е-0.069=0.934

Выбор конструктивных размеров антенн.

Проектируемая антенна представляет собой синфазную решетку, элементом которой является спиральная антенна с небольшим количеством витков.

Количество элементов решетки определяется коэффициентом усиления антенны, необходимым для обеспечения заданного уровня мощности сигнала на входе приемного устройства.

Коэффициент усиления определяется из формулы:

(2.2)

где r-расстояние от поверхности Земли до точки расположения спутника на орбите;

ηф1-коэффициент полезного действия фидера передающей антенны;

ηф2-коэффициент полезного действия фидера приемной антенны(положить равным единице);

F-множитель ослабления в земной атмосфере (положить равным 0.8).

Из формулы (2.2) получаем, что коэффициент усиления равен:

(2.3)

Подставляя наши данные в формулу(2.3), найдем коэффициент усиления:

После этого определяем количество витков в спиральной антенне из условия:

(2.4)

где l≈λ;

n - количество витков спирали;

d - шаг спирали.

Шаг спирали d определяется из формулы:

d≈λcosα (2.5)

где α-угол захода спирали, который выбирается из условия:

α=10÷15º

Расчеты показывают, что как правило, количество витков спирали оказывается весьма большим. Применять одиночную спираль с большим количеством витков совершенно нецелесообразно, так как эффективно работают только несколько первых витков.

Другое по теме:

Диэлектрические стержневые антенны
Антенны применяются как для излучения, так и для приема электромагнитных волн. Предающая антенна - это элемент предающей радиостанции, который преобразует энергию токов высокой частоты в энергию электромагнитных волн и изл ...

Трехполюсный контактор
Электрический аппарат (ЭА) - это электротехническое устройство, которое используется для включения, отключения электрических цепей контроля, измерения, защиты и управления установок, предназначенных для передачи, преобразо ...