Lý thuyết anten - Phần 2 - Chương 1

THIẾT KẾ ANTEN CASSEGRAIN CHO CÁC TRẠM VỆ TINH MẶT ĐẤTLời nói đầu:Ngày nay,do sự phát triển của kỹ thuật máy tính nói chung và các phần mềm tính toán nói riêng việc phân tích và thiết kế anten đã trở nên dễ dàng hơn. Tuy nhiên, đối với các loại anten có hệ số khếch đại cao như anten parabol (loại 1 chão phát xạ),antencassegrain (2 chảo phát xạ, trong đó chảo phụ là một hình hyperbol tròn xoay),hay các loại anten mãng thì việc tính toán các tham số anten và bước sóng phát xạ thường đòi...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý thuyết anten - Phần 2 - Chương 1PHAÀN IINOÄI DUNG http://www.ebook.edu.vn CHÖÔNG I:TOÅNG HÔÏP PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH VAØ THIEÁT KEÁ ANTEN CASSEGRAIN CHO CAÙC TRAÏM VEÄ TINH MAËT ÑAÁTLôøi noùi ñaàu: Ngaøy nay,do söï phaùt trieån cuûa kyõ thuaät maùy tính noùichung vaø caùc phaàn meàm tính toaùn noùi rieâng vieäc phaân tíchvaø thieát keá anten ñaõ trôû neân deã daøng hôn. Tuy nhieân, ñoáivôùi caùc loaïi anten coù heä soá kheách ñaïi cao nhö anten parabol(loaïi 1 chaõo phaùt xaï),antencassegrain (2 chaûo phaùt xaï,trong ñoù chaûo phuï laø moät hình hyperbol troøn xoay),hay caùcloaïi anten maõng thì vieäc tính toaùn caùc tham soá anten vaøböôùc soùng phaùt xaï thöôøng ñoøi hoûi phaûi coù caùc quaù trình bieánñoåi toaùn hoïc tæ mó vaø phöùc taïp. Ñieàu naøy ñoàng nghóa vôùivieäc phaûi söû duïng caùc maùy tính chuyeân duïng coù toác ñoä cao ñeåthöïc hieän caùc thuaät toaùn phöùc taïp noùi treân. Trong baøi baùonaøy caùc taùc giaû muoán trình baøi moät phöông phaùp môùi söû duïngcaùc thuaät toaùn xaáp xó ñeå ñôn giaûn hoùa caùc pheùp tính vaø toáigiaõm thôøi gian tính toaùn cuûa maùy tính. Phöông phaùp trìnhbaøi trong baøi baùo naøy ñaõ ñöôïc chöùng minh veà ñoä chính xaùccuûa keát quaû vaø thöû nghieäm thaønh coâng ôû caùc maùy tính caù nhaânthoâng thöôøng. Do söï phoå bieán cuûa anten cassegrain ôû caùctraïm veä tinh maët ñaát, baøi baùo naøy xin ñöôïc ñeà caäp rieâng ñeánloaïi anten naøy.Cô sôû lyù thieát cuûa anten cassegrain. Anten cassegrain ñöôïc thieát keá vaø phaùt trieån töø oáng kính vieãn voïngdo nhaø baùchoïc Cassegrain phaùt minh. Moät anten Cassegrain bao goàm caùc thaønh phaàn chínhsau: Chaûo phaùt xaï chính:laø moät hình parabol troøn xoay. - Chaûo phaùt xaï phuï:laø moät hình hyperbol troøn xoay. - Loa phaùt xaï: thoâng thöôøng laø loaïi loa phaùt xaï hình troøn coù thaønh xeõ - raõnh, ñöôïc veõ nhö hình sau: Loa phaùt xaï troøn coù xeû raõnh ñöôïc söû duïng roäng raõi ôû caùc heä thoáng veä tinh, rada.Ñoù laø do ñaàu phaùt xaï loaïi naøy taïo neân möùc ñoái xöùng cao cuûa buùp soùng phaùt xaï trong maët phaúng ñoàng phaân cöïc. Hôn nöõa, möùc phaùt xaï thaáp trong maët phaúng coù phaân cöïc vuoâng goùc cuõng laøm cho ñaàu phaùt xaï troøn coù thaønh xeû raõnh trôû thaønh moät söï löïa choïn lyù töôûng cho caùc heä thoáng phaân cöïc keùp. Ñoái vôùi caùc heä thoáng baùm veä tinh, vieäc tính toaùn vaø löïa choïn ñöôïc ñaàu phaùt xaï anten thích hôïp ñeå ñoàng thôøi coù theå toái öu hoùa ñöôïc buùp soùng phaùt xaï toång (sum pattern) vaø caùc buùp soùng hieäu (difference pattern) laø heát söùc quan troïng. http://www.ebook.edu.vn Caáu hình cuûa moät anten Cassegrain ñieån hình ñöôïc moâtaû nhö hình veõ . Trong ñoù phuoung trình hình hoïccuûa chaûophaùt xaï chínhñuôïc bieãu dieãn nhö sau : Zm(Xm,Ym)= (X2 m+Y2 m )/4Fm – Fm (1)Vôùi ñieàu kieän (Xm2+Ym2) Trong quaù trình phaân tích thieát keá anten Cassegrain ,ngöôøi thieát keá caàn phaûi tính ñeán 2 tröôøng hôïp : Khoâng tính ñeán ñieàu kieän che chaén toát thieåu - Tính ñeán ñieàu kieän che chaén toái thieåu . - Tröôøng hôïp thöù nhaát coù öu ñieåm ñôn giaûn, tuy nhieânkhoâng mang laïi hieäu suaát anten cao . Vì vaäy phöông phaùpnaøy ít ñöôïc söû duïng trong thöïc teá . Ñoái vôùi caùc öùng duïng ñoøihoûi phaûi söû duïng caùc anten coù heä soá kheách ñaïi vaø hieäu suaátcao nhö caùc traïm vi-bahay caùc traïm veä tinh maët ñaát vieäc söûduïng ñieàu kieän che chaén toái thieåu vaøo tính toaùn vaø thieát keáanten cassegrain laø 1 ñieàu kieän baét buoäc. Ñieàu kieän che chaén toái thieåu ñaõ ñöôïc Hannan ñeà caäp ñeán ñaàu tieântrong baøibaùo [5]. Theo Hannan ñieàu kieän che chaén thoái thieåu ñöôïc thoûa maõn khi dieän tíchbò ñaàu phaùt xaï che khuaát leân chaûophaùt xaï chính ñuùng baèng ñieàu kieän che khuaát bôûichaûo phaùt xaï phuï. Ñieàu kieän naøy ñöôïc moâ taû ôû hình veõ 2 vaø coù theå ñöôïc bieåu dieãnbôûi bieåu thöùc sau: Fm/2f=Ds/Df Khi bieát ñöôïc tham soá cuûa loaphaùt xaï (Df,buùp soùng phaùt xaï ), thoâng thöôøngneáu khoâng söû duïng ñieàu kieän che chaén toái thieåu ngöôøi thieát keá caàn bieát tröôùc ítnhaát 4 tham soá. Söû duïng ñieàu kieän che chaén toái thieåu coù theå giaûm ñöôïc 1 tham soá.Taäp hôïp ñaày ñuû caùc tham soá caàn thieát ñeå coù theå hoaøn thaønh baøi toaùn thieát keá ñaõñöôïc Granet trình baøi ñaày ñuû Trong taøi lieäu tham khaûo [6] . Trong baøi baùo naøy taùcgiaû seõ trình baøi 1 tröôøng hôïp ñieån hình khi ngöôøi thieát keá bieát tröôùc ba tham soá sau: -Ñöôøng kính chaûo phaùt xaï chính Dm Tieâu cöï chính Fm ...