Выбор материалов и технические допуски.

Выбор материалов при конструировании антенн СВЧ должен учитывать конструктивные особенности устройства, электротехнические свойства выбранной конструкции и условия эксплуатации.

Материалами для изготовления параболических отражателей служит медь, латунь, алюминий и его сплавы, оцинкованная и листовая сталь с лаковыми покрытиями от коррозии.

Зеркала диаметром до трех метров могут быть выполнены сплошными из углепластика, стеклоткани, синтетических материалов, покрытых слоем металла толщиной не менее чем на порядок большей, чем толщина скин-слоя.

Технические допуски на точность изготовления параболических антенн должны быть определены таким образом, чтобы, во-первых, электрические параметры антенн не выходили из заданных пределов, и, во-вторых , обеспечивались требуемая прочность и устойчивость конструкций. Допустимые деформации металлических конструкций в диапазоне СВЧ определяются в основном радиотехническими требованиями.

Основными видами погрешности при изготовлении параболической антенны является:

1)отклонение формы параболического зеркала от расчетной (рис 7.1,а);

2)смещение облучателя из фокуса вдоль оси параболоида (рис 7.1,б);

3)смещение облучателя из фокуса в фокальной плоскости(рис 7.1,в).

Рис 7.1 К определению технических допусков на точность изготовления параболической антенны.

Отклонение профиля зеркала от заданной формы приводит к искажению фазового фронта волны в раскрыве зеркала, следовательно, к искажению диаграммы направленности. Обычно полагают, что допустимые отклонения ширины ДН и ее положения не должны превышать 10%. Тогда максимальная разность хода лучей в раскрыве параболоида не должна быть более .

В этом случае допуск на отклонение формы зеркала в центральной части составляет:

,

на периферии зеркала допуск может быть менее жестким.

Допустимое смещение облучателя из фокуса вдоль оси δ_f определяется из требования обеспечения коэффициента усиления, отличающегося от максимального значения не более чем на 10%:

где - угол раскрыва параболоида.

Смещение облучателя в фокальной плоскости δ_┴ при небольших смещениях приводит к отклонению направления главного максимума от оси параболоида без существенных искажений формы ДН.

Максимальный угол отклонения главного максимума, при котором еще нет заметных искажений формы ДН, можно определить по формуле:

При

Следовательно, можно допустить смещение облучателя в фокальной плоскости:

δ_┴ ≈ f α_max≈ 2.01 см.

Случайные деформации поверхности зеркала из-за изменений температуры, ветровых нагрузок, недостаточной точности обработки поверхности зеркала также приводят к отклонениям характеристик излучения антенны от расчетных.

Заключение

Исходные данные курсового проекта:

· Рабочая длина волны λ=3,5 [см]

· Ширина главного лепестка диаграммы направленности антенны 2Δθ_Е=2,8⁰

· Вид облучателя – щелевой.

· Тип фидерной линии – волновод.

По этим данным мы рассчитали:

Размеры облучателя

Ширина щели – 0,35 см

Резонансная длина щели – l₁ =1,645 см

Расстояние от укороченного конца волновода до оси щели –t=2,395см

Длина волны в волноводе – Λ=4,792 см

Размеры питающего волновода – a=2,52 см b=1,26 см

Размер узкой стенки – b₁=1,07 см
Расстояние между щелями – d=2,395 см