Исследование влияния элементов конструкции на электрические параметры антенны Кассегрена на частоту 118 ГГц для связи между искусственными спутниками Земли
- 1,2,3,4,5,6,7,8,9 Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (г. Нижний Новгород, Россия)
Аннотация
Постановка проблемы. Для связи между искусственными спутниками Земли, расстояние между которыми может достигать несколько тысяч километров, требуются антенны с большим коэффициентом усиления. В частности, для этого может быть использована антенна Кассегрена.
Цель. Исследовать влияние элементов конструкции на электрические параметры антенны Кассегрена.
Результаты. Для варианта конструкции антенны Кассегрена с дополнительным коническим переходом проведены исследования ее диапазонных свойств, а также влияния геометрических размеров элементов антенны на электрические характеристики. Рассмотрено влияние неточности изготовления антенны Кассегрена на коэффициент усиления для разработанной конструкции: изучено влияние положения субрефлектора относительно основного зеркала, фокального параметра, точности изготовления поверхности субрефлектора. Обнаружена высокая чувствительность коэффициента усиления антенны к смещению субрефлектора (относительно оптимального положения) как вдоль, так и поперек оптической оси антенны. Рассчитаны геометрические размеры всех основных элементов антенны, определяющих ее электрические характеристики, что позволяет произвести детальное конструирование антенны и ее дальнейшее изготовление. Отмечено, что разработанная конструкция предполагает изготовление всех элементов антенны из одного материала (алюминий), что необходимо для использования ее в условиях с резкими перепадами температур. Произведена оценка влияния на потери в антенне качества обработки (шероховатости) металлических поверхностей элементов антенны, взаимодействующих с электромагнитным полем.
Практическая значимость. Результаты работы будут использованы при проектировании антенных систем связи между искусственными спутниками Земли.
- Поступила
- 02.04.2025
- Одобрена
- 16.04.2025
- Принята
- 24.09.2025
Для цитирования
Белов Ю.Г., Бирюков В.В., Воробьев И.А., Малахов В.А., Раевская Ю.В., Раевский А.С., Щербаков В.В., Кожевникова Т.В., Мурашова Ю.А. Исследование влияния элементов конструкции на электрические параметры антенны Кассегрена на частоту 118 ГГц для связи между искусственными спутниками Земли // Антенны. 2025. № 5. С. 16–27. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202505-02
Список источников
- Бахрах Л.Д. Зеркальные сканирующие антенны: Теория и методы расчета. М.: Наука. 1981.
- Заикин И.П., Тоцкий А.В., Абрамов С.К. Проектирование антенных устройств радиорелейных линий связи: Учеб. пособие. Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т». 2006.
- Hannan P.W. Microwave antennas derived from the Cassegrain telescope // IRE Transactions on Antennas and Propagation. 1961. P. 140–153.
- Xu X., Zhang X., Zhou Z. Terahertz Cassegrain reflector antenna // 2013 Proceedings of the International Symposium «Antennas & Propagation» (ISAP). 2013. P. 969–971.
- Бирюков В.В., Вакс В.Л., Кисиленко К.И. и др. Разработка беспроводной системы связи в субтерагерцовом частотном диапазоне // Известия вузов. Радиофизика. 2018. Т. 61. № 10. С. 856–866.
- Бирюков В.В., Вакс В.Л., Кисиленко К.И. и др. Рациональное использование расчетно-временных ресурсов при проектировании антенны Кассегрена на частоту 220 ГГц с возможностью учета неточностей изготовления и настройки // Антенны. 2019. № 2. C. 22–27.
- Белов Ю.Г., Бирюков В.В., Воробьев И.А. и др. Антенна Кассегрена на частоту 118 ГГц для связи между искусственными спутниками Земли // Антенны. 2024. № 2. С. 61–74.
- Раевский А.С., Воробьев С.А., Щербаков В.В. Изменение характеристик зеркальных антенн в процессе эксплуатации // Антенны. 2018. № 10. C. 15–21.
- Семенов Н.А. Техническая электродинамика: Учеб. пособие для вузов. М.: Связь. 1973.
- Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П. Справочник по элементам волноводной техники. М.: Сов. радио. 1967.
- Бирюков В.В., Грачев В.А., Лобин С.Г. Круглый экранированный волновод с шероховатой внутренней поверхностью // Антенны. 2018. № 10. C. 54–59.