Двухзеркальная параболическая антенна круговой поляризации по схеме Кассегрена (стр. 3 из 3)
Рассчитаем допуск на установку облучателя в фокальной плоскости. Наибольшая относительная расфазировка получается на краю зеркала [3].
мм (2.3.8)Рассчитаем допуск на установку облучателя в плоскости, перпендикулярной фокальной. Он вычисляется из условия, что коэффициент направленного действия антенны снижается на 10%.
мм (2.3.9)Из графика диаграммы направленности можно определить уровень боковых лепестков, который равен минус 25 дБ.
2.4 Выбор схемы и расчет поляризатора
Рупорная антенна с вращающейся поляризацией состоит из следующих элементов:1. Рупор;
2. Волновод;
3. Возбуждающего устройства;
Рис.8 – Рупорная антенна с вращающейся поляризацией
Одним из важнейших элементов рупорной антенны с вращающейся поляризацией является возбуждающее устройство. Оно предназначено для формирования двух перпендикулярно-поляризованных волн с требуемым соотношением амплитуд, причем нежелательные типы волн не должны возбуждаться. Возбудитель должен эффективно работать во всем диапазоне волн. Пусть приемник соединен с антенной коаксиальным кабелем. Возбуждение антенного волновода будет осуществляться штырем расположенным под 45 градусов в углу сечения прямоугольной секции волновода, штырь соединяется с приемником коаксиальным кабелем.
2.4.1 Выбор размеров волновода
Размеры рупора рассчитаны ранее: aр=0.126 м., bр=0.098 м.
Определим длину рупора в плоскости E.
, тогда Rв=0.096 м. (2.4.1)Определим длину рупора в плоскости Н.
, тогда Rа=0,105 м.(2.4.2)Вычислим углы раскрыва рупора:
, ψа=30.8° (2.4.3) 
, ψb=37.4° (2.4.4)Фазовый центр:
, Fc=0.101 м. (2.4.5)Выбор размеров поперечного сечения прямоугольного волновода(рис.9) а и b производится из условия распространения в волноводе только одного типа
волны H10: 0.6l£a£0.9l
Примем а=0.75l=0.0375 м.(2.4.6)
Размер b должен удовлетворять условию:
, тогда b=0.023 м (2.4.7) 
Рис.9 – Прямоугольный волновод с установленным наклонным штырем
Длина отрезка волновода i1 от возбуждающего штыря до закорачивающей стенки выбирается из условия согласования с питающим коаксиалом.
, тогда t1=0.017 м. (2.4.8)Длина волновода i2 от возбуждающего устройства до горловины рупора выбирается из условия фильтрации высших типов волн. Вблизи штыря кроме волны H10 возбуждается множество высших типов волн, все они оказываются в за критическом режиме и по мере движения к рупору затухают по exp. Высшие типы волн не должны проходить в горловину рупора, а затем в его раскрыв, для этого их амплитуда должна уменьшиться на длине i2 примерно в 100 раз.
,(2.4.9)где lкрH11 – критическая длина волны H11, равная a.
Отсюда i2=0.042 м.
Найдем расстояние от раскрыва до горловины рупора, одинаковое в плоскостях E и H:
h=RА-RАa/ap (2.4.10)
h=0.105-0.105×0.0375/0.126=0.074 м.
2.4.2 Расчет возбуждающего устройства
Волна, отраженная от зеркала, ухудшает согласование облучателя лишь в том случае, когда ее поляризация соответствует поляризации облучателя в режиме приема. Поэтому облучатель с круговой поляризацией не принимает отраженную волну, так как направление вращения вектора Е поля после отражения от металла меняется на обратное и волна не проникает в линию, питающую облучатель.
Критерием согласования возбуждающего устройства с волноводом служит режим бегущей волны в коаксиальном питающем фидере, т.е. равенство входного сопротивления Rвх возбуждающего устройства волновому сопротивлению фидера rф(для коаксиального провода 75 Ом).
Rвх=rф (2.4.11)
(2.4.12)где x1=a/2 – положение штыря на широкой стенке волновода (по середине);
rв=120plв/l=120p×0.067/0.05=505 Ом- волновое сопротивление волновода;
hд- действующая высота штыря в волноводе, геометрическая высота которого l определяется по следующей формуле:
(2.4.13)Теперь из формулы (2.4.12) выразим hд:
Из формулы (2.4.13) найдем геометрическую высоту штыря
На этом расчет рупорной антенны с вращающейся поляризацией закончен.
Заключение
В данной работе была спроектирована параболическая зеркальная антенна круговой поляризации с рупорным облучателем со следующими характеристиками:
Ширина диаграммы направленности главного лепестка 4°
Коэффициент направленного действия 3150
Коэффициент использования поверхности 0.05
Уровень боковых лепестков минус 25 дБ
Допуск на установку облучателя:
По горизонтали 0.565 см
По вертикали ±1.5 см
Список использованных источников
1. Айзенберг Г. З., Ямпольский В. Г., Терешин О. Н., Антенны УКВ. – М.: Связь, 1971. В 2-х частях.
2. Конарейкин Д. Б., Потехин В. Л., Шишкин И. Ф. Морская поляриметрия. – Л.: Судостроение, 1968. – 328 с.
3. Лавров А. С., Резников Г. Б. Антенно-фидерные устройства. Учебное пособие для вузов. – М.: Советское радио, 1974. – 368 с.
4. Антенны и устройства СВЧ. Расчет и проектирование антенных решеток и их излучающих элементов. Учебное пособие для вузов. / Под ред. профессора Воскресенского Д. И. – М.: Советское радио, 1972. – 320 с.
5. Жук М. С., Молочков Ю. Б. Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств. – М.: Энергия, 1973. – 440 с.
6. Зузенко В. А., Кислов А. Г., Цыган Н. Я. Расчет и проектирование антенн. – Л.: ЛВИКА, 1969.
7. Хмель В. Ф. Антенны и устройства СВЧ. Сборник задач. Издательское объединение «Вища школа»,1976. – 216 с.
8. Кочержевский Г. Н. Антенно-фидерные устройства: Учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1981. – 280 с., ил.