Сторінка
2

Розрахунок дзеркальної антени (супутникової антени)

Складний каркас дзеркала антени, який вміщує складальне ферментне кільце міцності і концентричні кільця із стержнів та гнучких зв’язків, розташованих навколо осі симетрії каркасу, який відрізняється тим, що з метою зменшення маси і підвищення надійності розкриву в кожному концентричному кільці кінці двох сусідніх стержнів з’єднані між собою паралельними гнучкими зв’язками, наприклад стальними канатами, обидва кінці кожного стержня з’єднані гнучкими зв’язками з нижніми кінцями двох сусідніх стержнів наступного кільця більшого діаметру, а обидва кінці кожного стержня зовнішнього концентричного кільця з’єднані гнучкими зв’язками зі складальним ферментним кільцем міцності.

Пристрій для виготовлення дзеркала антени, який складається з планшайби, що має механізм обертання та оправлення, виконаної в вигляді осесиметричного випуклого тіла обертання і встановленої співосно планшайбі, притиску для закріплення заготовки дзеркала антени на осі оправлення, роликового давильника з радіусною крайкою, встановленого в супорті, що має поперечний і подовжній щодо осі планшайби механізми переміщення, шаблона, робоча крайка якого виконана ввігнутою, закріпленого перпендикулярно осі оправлення, і слідкуючого механізму, що включає датчик лінійних переміщень, кінематично зв'язаний із суппортом в контактуючий своїм наконечником з робочою крайкою шаблона, і підсилювач, зв'язаний з механізмами поперечного і подовжнього переміщень супорта, відрізняючогося тим, що, з метою підвищення точності і спрощення технології, наконечник датчика лінійних переміщень виконаний загостреним, а профіль робочої крайки шаблона виконаний по формулі

у =f (х2) r (1/ соs α – 1),

де х — координата по осі, перпендикулярній осі оправлення;

у — координата по осі, що збігається з віссю опрапки;

г — радіус кривизни радіусної крайки роликового

давильника в діаметральному перетині;

α — кут нахилу нормалі в точці торкання роликового

давильника до осі оправлення.

На радіусній крайці роликового давильника в його діаметральних перетинах виконано n пазів, глибина, ширина і крок яких визначені з пластичних властивостей і товщини матеріалу заготовки.

1. Вибір опромінювача і його розрахунок.

1.1. Обгрунтування вибору опромінювача і його ДС.

Дзеркальні параболічні антени збуджуються в основному напівхвилевим вібратором з рефлектором або невеликим рупором, які розташовуються в фокусі параболоїда. Опромінювач являється слабо направленою антеною і вирішує наступні задачі:

а) формування сферичного або циліндричного фронту хвилі;

б) забезпечення заданого амплітудного розподілення поля в розкриві дзеркала.

За рахунок властивостей параболи, сферична хвиля в розкриві параболоїда перетворюється в плоску, а широка ДС випромінювача – у вузьку ДС відбивача [2]. В якості опромінювала дзеркальної антени виберемо напівхвилевий вібратор з дисковим рефлектором. По методу підводу енергії використаємо живлення коаксіальним фідером. Такий опромінювач є типовим для багатьох практичних задач і має нескладну конструкцію (рис. 3). Взаємне розташування опромінювача і параболи показано на рис. 4.

λ–робоча довжина хвилі;

ψо– кут розкриву;

F – фокусна відстань.

Рисунок 3 – Вібратор з дисковим Рисунок 4– Розміщення опромінювача . рефлектором. відносно параболи.

ДС вібратора без рефлектора має два пелюстки в площині осі з максимами в протилежних напрямках [1]. Для створення однонаправленого випромінювання використовують пасивний рефлектор. Застосування дискового рефлектора забезпечує створення ДС з майже осьовою симетрією, тобто F(ψ,ξ) = F(ψ) (ψ,ξ – полярні кути). Для створення одно направленої ДС вібратор розміщують на відстані приблизно 0,25λ відносно вібратора. Електромагнітна хвиля відбивається від рефлектора зі зсувом фази на 180° і так як проходить лишній проміжок шляху, довжиною в півхвилі (від вібратора до рефлектора і назад), складується в фазі з хвилею, що поширюється від вібратора. Таким чином, напруженість поля в бік рефлектора майже дорівнює нулю, а в протилежному напрямку – подвоюється. В результаті створюється ДС з одним максимумом в напрямку, перпендикулярному площині рефлектора.

Нормована ДС напівхвилевого вібратора з дисковим рефлектором для кутів 0≤ψ≤π/2 в першому наближенні може бути апроксимована формулою:

F(ψ) = соs2 (ψ).

1.2. Коефіцієнт спрямованої дії опромінювача.

КСД антен визначається відносно ізотропного випромінювача і в загальному випадку описується виразом:

D = ,

де PΣ0 – потужність випромінювання неспрямованої антени;

PΣ – потужність випромінювання спрямованої антени.

КСД симетричного вібратора розраховується по формулі:

D = (1 - cos kl),

де k = – хвилеве число;

l – довжина плеча вібратора;

λ – довжина робочої хвилі;

RΣП – опір випромінювання вібратора,

віднесений до струму пучності.

Для напівхвилевого вібратора, в якого:

RΣП = 73,1 Ом (довідкова література [2]);