Расчёт зеркальной антенны
Добавлено: 25 апр 2015, 12:32
Сама тема скорее всего окажется несколько глубже нежели написано в названии и более касается теории работы зеркальной антенны,
нежели её расчёта. Но начать я решил именно с этого вопроса.
Итак, предположим что необходимо спроектировать зеркальную антенну для уверенного приёма спутников типа HotDird и ему подобных.
Антенну планируется использовать... ну к примеру в г.Крымск, Краснодарского края.
При этом есть готовый облучатель, который планируется использовать на антенне.Вот такой:
Соответственно известны ДН облучателя в обоих плоскостях:
С чего начать? Определяем среднюю длину волны диапазона приёма. Думаю не для кого не секрет, что она примерно равна 26,5мм.
После этого анализируем ДН облучателя. Определяем её ширину по уровню -10дБи.
В плоскости "Н" ширина ДН составляет 68* (насколько точно можно определить из имеющегося графика). В плоскости "Е" она составляет
73*. Принимаем за основу значение 70*.
Далее нам необходимо оценить примерный размер излучающего раскрыва (апертуры) антенны для приёма с требуемого спутника. Для этого
нам необходимо либо воспользоваться длиннейшей формулой, в которую входят компоненты, в свою очередь вычисляющиеся по другим формулам...
А можно попытаться "сорвать халяву" и воспользоваться известными всем картами покрытия спутников, сопровождающимися рекомендационными данными. Типа вот такой:
http://www.satbeams.com/
Из картинки видно что рекомендованный минимальный диаметр апертуры для уверенного приёма 13Е составляет... 800мм...(странно...
у меня неплохо и на 550 принимался, правда с минимальным запасом) но поверим сайту...
А для полной уверенности определим диаметр апертуры в значении 900 (самый ходовой диаметр... до недавнего времени).
После этого переходим к построению параболойда. Для этого предварительно оценим каков он должен быть, для того, чтобы мы смогли вырезать из него требуемую оффсетку.
Итак, диаметр параболойда составляет 1800,а угол его раскрыва - 140*. Осталось определить фокусное расстояние. Для этого
воспользуемся известной формулой:
Получаем f= 642,9, Принимаем 643.
Переходим к построению параболойда:
Получаем вот такое зеркало.
Теперь можно приступать к изготовлению вырезки из параболойда. Для этого необходимо решить два вопроса:
- чем резать;
- где резать.
Можно конечно разрезать и плоскостью... во всяком случае, глядя на рисунок, я так бы и сделал... Рисунок сам по себе плоский
и плоскостью его резать самый кайф... Вот вопрос только висит в воздухе - ладно я, выпендриваться не собираюсь и апертурой
выбрал для себя круглое отверстие. Ну а если кто эллипс захочет, или ромб? Как их плоскостью то порезать? Конусом? а конусом
это как, когда весь смысл в том, что фигура которой режешь и обеспечивает фактически готовую апертуру?
Поэтому режу цилиндром, диаметром 900.То есть фактически сама апертура и вырезает для себя зеркало.
Где резать? Этот вопрос посложнее будет, ибо фактически выливается в вопрос - насколько далеко выносить облучатель. Это зависит
от того, насколько он "крут"... а значит насколько велики его поперечные размеры.
У нас облучатель простой, поэтому можно использовать антенну с частично вынесенным облучателем. Это означает, что резать будем
по главной оптической оси параболойда, вот так:
В результате получили такое вот зеркало:
На клеточки внимания не обращайте - все рисунки представлены с разными масштабами, поэтому воспринимайте их
символично, хотя все расстояния и углы примерно соблюдены, как и сама форма параболы. Добавлю только, что в итоге высота зеркала
получилась равной 953,68, угол оффсетности - 19,95*
Ну вот зеркало готово, остаётся самое главное - установить на неё облучатель.
нежели её расчёта. Но начать я решил именно с этого вопроса.
Итак, предположим что необходимо спроектировать зеркальную антенну для уверенного приёма спутников типа HotDird и ему подобных.
Антенну планируется использовать... ну к примеру в г.Крымск, Краснодарского края.
При этом есть готовый облучатель, который планируется использовать на антенне.Вот такой:
Соответственно известны ДН облучателя в обоих плоскостях:
С чего начать? Определяем среднюю длину волны диапазона приёма. Думаю не для кого не секрет, что она примерно равна 26,5мм.
После этого анализируем ДН облучателя. Определяем её ширину по уровню -10дБи.
В плоскости "Н" ширина ДН составляет 68* (насколько точно можно определить из имеющегося графика). В плоскости "Е" она составляет
73*. Принимаем за основу значение 70*.
Далее нам необходимо оценить примерный размер излучающего раскрыва (апертуры) антенны для приёма с требуемого спутника. Для этого
нам необходимо либо воспользоваться длиннейшей формулой, в которую входят компоненты, в свою очередь вычисляющиеся по другим формулам...
А можно попытаться "сорвать халяву" и воспользоваться известными всем картами покрытия спутников, сопровождающимися рекомендационными данными. Типа вот такой:
http://www.satbeams.com/
Из картинки видно что рекомендованный минимальный диаметр апертуры для уверенного приёма 13Е составляет... 800мм...(странно...
у меня неплохо и на 550 принимался, правда с минимальным запасом) но поверим сайту...
А для полной уверенности определим диаметр апертуры в значении 900 (самый ходовой диаметр... до недавнего времени).
После этого переходим к построению параболойда. Для этого предварительно оценим каков он должен быть, для того, чтобы мы смогли вырезать из него требуемую оффсетку.
Итак, диаметр параболойда составляет 1800,а угол его раскрыва - 140*. Осталось определить фокусное расстояние. Для этого
воспользуемся известной формулой:
Получаем f= 642,9, Принимаем 643.
Переходим к построению параболойда:
Получаем вот такое зеркало.
Теперь можно приступать к изготовлению вырезки из параболойда. Для этого необходимо решить два вопроса:
- чем резать;
- где резать.
Можно конечно разрезать и плоскостью... во всяком случае, глядя на рисунок, я так бы и сделал... Рисунок сам по себе плоский
и плоскостью его резать самый кайф... Вот вопрос только висит в воздухе - ладно я, выпендриваться не собираюсь и апертурой
выбрал для себя круглое отверстие. Ну а если кто эллипс захочет, или ромб? Как их плоскостью то порезать? Конусом? а конусом
это как, когда весь смысл в том, что фигура которой режешь и обеспечивает фактически готовую апертуру?
Поэтому режу цилиндром, диаметром 900.То есть фактически сама апертура и вырезает для себя зеркало.
Где резать? Этот вопрос посложнее будет, ибо фактически выливается в вопрос - насколько далеко выносить облучатель. Это зависит
от того, насколько он "крут"... а значит насколько велики его поперечные размеры.
У нас облучатель простой, поэтому можно использовать антенну с частично вынесенным облучателем. Это означает, что резать будем
по главной оптической оси параболойда, вот так:
В результате получили такое вот зеркало:
На клеточки внимания не обращайте - все рисунки представлены с разными масштабами, поэтому воспринимайте их
символично, хотя все расстояния и углы примерно соблюдены, как и сама форма параболы. Добавлю только, что в итоге высота зеркала
получилась равной 953,68, угол оффсетности - 19,95*
Ну вот зеркало готово, остаётся самое главное - установить на неё облучатель.