В этом примере показано, как создать кассетную антенну. Типичная параболическая антенна состоит из параболического отражателя с небольшой подающей антенной в её особом внимании. Параболические отражатели, используемые в чашечных антеннах, имеют большую кривизну и короткое фокусное расстояние, а фокальная точка расположена вблизи устья тарелки, чтобы уменьшить длину поддержек, необходимых для удержания кормовой структуры. В более сложных проектах, таких как кассетная антенна, вспомогательный отражатель используется, чтобы направить энергию в параболический отражатель от питающей антенны, расположенной вдали от основной фокальной точки. Cassegrain предоставляет опцию увеличить фокусное расстояние, уменьшая боковые лепестки. Такой тип антенн может использоваться в спутниковой связи, а также в астрономии и других формирующихся режимах связи.
Приведенные ниже параметры помогают в разработке кассетной антенны
Rp = Диаметр основного отражателя
fp = Фокусное расстояние основного отражателя
Rsub = диаметр субрефлектора
fhyp = фокусное расстояние гиперболы
Rp=0.3175; fp=0.2536; Rsub=0.033; fhyp=0.1416;
Антенна Кассегрена обычно имеет три структуры. Первый является основным отражателем, который является параболическим, второй является субрефлектором, который является гиперболическим, третий является элементом возбудителя. Особое внимание основного отражателя и ближнего особого внимания гиперболического субрефлектора совпадает. Энергия направлена от субрефлектора к главному отражателю. Параболический отражатель преобразует сферический волновой фронт в плоский, поскольку энергия, направленная к нему, по-видимому, исходит из особого внимания.
ant=cassegrain('Radius',[Rp Rsub],'FocalLength',[fp fhyp]); show(ant);
Конический рог используется в качестве возбудителя по умолчанию для кассегрена. Он ориентирован на субрефлектор. Он разработан с частотой, которая дает желаемую эффективность. Диаметр отверстия выбирают аналитически, чтобы получить желаемую ширину пучка копланарного шаблона.
Exciter=design(hornConical,17.7e9); Exciter.FeedWidth=3.4e-3; Exciter.Tilt=270; Exciter.TiltAxis=[0 1 0]; show(Exciter);
По умолчанию кассетная антенна использует решатель PO для основного отражателя и решатель MoM для субрефлектора и возбудителя. Диаметр основного отражателя 39
, диаметр субрефлектора 4. Решатели используются согласно размеру основного отражателя и субрефлектора. Обычно, если диаметр субрефлектора больше 5, то для него рекомендуется использовать решатель PO. Обычно ожидаемый диаметр субрефлектора должен быть менее 20% основного отражателя, чтобы минимизировать закупорку субрефлектором.
Постройте диаграмму направленности диаграммы направленности кассетной антенны 18GHz.The при шаблоне, как ожидается, необходимо сгенерировать карандаш, подобный лучу, с меньшим разливом и незначительным излучением лепестка. Антенна Cassegrain по умолчанию генерирует больше треугольников, поэтому она может быть помещена в сетку вручную для различных длин ребер сетки для необходимых чисел треугольной генерации. Это быстро решает структуру, но коэффициент усиления уменьшается по сравнению со значением по умолчанию в таких случаях. Mesh можно управлять отдельно для возбудителей и отражателей с различными длинами ребер сетки.
ant=cassegrain;
ant.Exciter=design(hornConical,17.7e9);
ant.Exciter.Tilt=270;
[~]=mesh(ant,'MaxEdgeLength',15e-3);
figure;
pattern(ant,18e9);
Сравнение с параболическим отражателем, который не имеет субрефлектора, показывает, что строение кассегрена увеличивает направленность.
ant=reflectorParabolic('Radius',0.3175); ant.Exciter=design(hornConical,17.7e9); ant.Exciter.Tilt=90; [~]=mesh(ant,'MaxEdgeLength',15e-3); figure; pattern(ant,18e9);
Постройте график s-параметров и импеданса кассетной антенны в частотной области значений от 18 ГГц до 18,8 ГГц. Он обеспечивает пропускную способность около 100MHz, и структура резонирует на 18,51 ГГц.
ant=cassegrain; s=sparameters(ant,linspace(18e9,18.8e9,25)); figure;rfplot(s);
figure; impedance(ant,linspace(18e9,18.8e9,25));
Анализируйте распределение тока кассегрена на заданной частоте.
current(ant,18e9,'scale','log10');
Несколько других элементов поддерживаются в качестве наполнителей, таких как рог, волноводы и так далее. Возбудитель может быть наклонен в необходимом направлении в зависимости от потребности.
Exciter=design(horn,16.2e9); Exciter.Tilt=270; Exciter.TiltAxis=[0 1 0]; ant.Exciter=Exciter; show(ant); figure; pattern(ant,18e9);
Использование проекта Cassegrain увеличивает эффективность антенны, когда подающая антенна направлена вперед, а не к тарелке в антенне переднего питания. Эта ориентация уменьшает боковые лепестки, и использование двойных отражателей помогает в настройке диаграммы направленности излучения для достижения максимальной эффективности антенны.
Данду, Обулесу. Оптимизированный проект аксиально симметричной отражающей антенны Кассегрена с использованием итерационного алгоритма локального поиска. (2013).