Введение 5
1 Постановка задачи исследования 7
2 Обзор существующих антенных устройств ССС 8
2.1 Принцип спутниковой связи 8
2.2 Виды антенных устройств спутниковой связи 8
2.3 Полосы частот, используемые в ССС 13
3 Разработка АР 15
3.1 Выбор излучателя АР 15
3.2 Развитие микрополосковых антенн 20
3.3 Обзор используемой САПР 22
4 Моделирование и оптимизация двухполяризационной АР для ССС 25
4.1 Моделирование антенны 25
4.2 Моделирование ячейки АР 37
4.2 Моделирование АР 39
5 Основные характеристики оптимизированных антенны и АР 41
Заключение 47
Список использованной литературы 4
Антенно-фидерные устройства являются неотъемлемой частью любых радиотехнических систем. В настоящее время широкое применение получают сверхвысокие частоты. Это объясняется тем, что антенны СВЧ позволяют получить характеристики, влияющие на важные качества всей радиосистемы. В этом диапазоне антенны могут усиливать сигнал в десятки тысяч раз и создавать направленное излучение с шириной луча до долей градуса. Благодаря этому антенну можно использовать для излучения и приёма радиоволн на большие расстояния, а также для пеленгации и борьбы с помехами.
В последние два десятилетия наблюдается интенсивное развитие систем спутниковой связи. Спутниковая связь основана на использовании искусственных спутников Земли в качестве ретрансляторов. Подобные системы решают проблему обеспечения связью и других видов мультимедийных услуг с широкополосным доступом (интернет, телевидение и т.д.) для многочисленной группы абонентов.
Усовершенствование технологий связи привело к созданию глобальных сетей для передачи немалых объемов информации c высокой скоростью и надежностью. Основным способом реализации глобальной и региональной сетей связи стало применение оптоволоконных кабелей и спутниковых систем связи, на часть которых на данный момент приходится четверть общего всемирного трафика.
Расширение и усложнение задач, решаемых современной радиоэлектроникой, стало стимулом интенсивного развития теории и техники антенн в последние десятилетия. Из этого следует, что применяемые на данный момент антенны превратились из простых устройств в сложные системы, содержащие более нескольких тысяч излучателей, фазовращателей и активных элементов, которые управляются ЭВМ. Сложная конструкция таких антенн в основном определяет размеры и стоимость всей радиосистемы, что и привлекает к антеннам особое внимание.
Характеристики антенны предопределяют ряд основных параметров всей радиосистемы. Так, в радиолокационных станциях разрешающая способность и точность определения угловых координат, скорость перемещения луча в пространстве, помехозащищенность зависят от антенных характеристик.
Особенностью современных антенн является их разнообразие, так как постоянно появляются новые типы. В соответствии с решаемыми радиотехнической системой задачами антенны СВЧ, работающие в дециметровом, сантиметровом или миллиметровом диапазоне волн, имеют принципиально различные характеристики, отличаются конструкцией и технологией изготовления.
Под спутниковой связью подразумевается один из вариантов радиосвязи, основанный на применении ИСЗ в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь устанавливается между земными станциями (стационарными или подвижными). Спутниковая связь представляет из себя развитие радиорелейной связи посредством вынесения ретранслятора на большую высоту (до сотен километров). ССС состоит из наземного сегмента станции, абонентских терминалов и ретрансляторов, находящихся на орбитальных КА.
В ходе написания выпускной квалификационной работы был спроектирован вариант антенной решетки на основе печатных антенн с экспоненциально расширяющейся щелью. Проведены теоретический расчет геометрических параметров, численное моделирование и оптимизация ее габаритных размеров. Требования технического задания полностью учтены, выбранный вариант антенной решетки является наиболее удачным. Главным достоинством полученной АР является печатный метод изготовления, благодаря этому она легка в ремонте и обслуживании, а также имеет маленькую массу.
Значимость полученных результатов заключается в том, что они могут быть практически использованы при производстве печатных широкополосных ФАР и внедрении их в эксплуатацию.
