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.
lф1,м |
P2,пВт |
fраб,МГц |
P1,Вт |
G1,дБ |
3 |
10 |
700 |
300 |
25 |
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:
Наземная радиолокационная система
Современный
этап развития Гражданской авиации характеризуется существенным повышением
скоростей полетов летательных аппаратов, увеличением их количества на трассах и
в районах аэропортов. Все это предъявляет высокие требовани ...
Расчет волноводной фазированной антенной решетки с вращающейся поляризацией
Одной
из наиболее быстро развивающихся областей радиоэлектроники является техника
антенн и устройств СВЧ. Уровень ее развития во многом определяет состояние
телекоммуникационных систем, радиолокации, навигации, ...