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:

Операционное устройство для решения системы линейных уравнений
В данной курсовой работе необходимо разработать аналоговое устройство для решения системы линейных уравнений. В качестве активного элемента целесообразно использовать операционный усилитель. Операционный усилитель (ОУ) был из ...

Исследование случайных процессов
1. По отсчетным значениям, применяя линейную интерполяцию, построить реализацию х(t) случайного процесса X(t). 2. Выполнить глазомерную классификацию случайного процесса по его реализации с целью определения ...