Проектирование информационной телекоммуникационной системы парома на трассе Калининград Санкт-Петербург (стр. 6 из 8)
– эксплуатационный запас мощности передатчика. 
Мощности передатчиков земной станции и спутника-ретранслятра:
Третья глава посвящена энергетическому расчету спутниковой линий: наклонной дальности, затухания сигнала, шумовой температуры, коэффициента усиления антенн земной станции и ретранслятора на приём и передачу, мощности передатчиков земной станции и ретранслятора связи на ИСЗ.Опираясь на эти показатели можно выбрать приемно-передающую аппаратуру, и рассчитать параметры антенны.4. Расчет приемо-передающей антенны спутниковой связи
4.1 Общий анализ и сравнительная характеристика антенн
В последнее десятилетие в области космической и радиорелейной связи, радиоастрономии и других областях широкое распространение получили двухзеркальные антенны (ДЗА).
Основными достоинствами анесимметричных ДЗА по сравнению с однозеркальными являются:
1. Улучшение электрических характеристик, в частности повышение коэффициента использования поверхности раскрыва антенны, так как наличие второго зеркала облегчает оптимизацию распределения амплитуд по поверхности основного зеркала.
2. Конструктивные удобства, в частности упрощение подводки системы фидерного питания к излучателю.
3. Уменьшение длины волноводных трактов между приемо-передающим устройством и облучателем, например, путем размещения приемного устройства, вблизи вершины основного зеркала.
Вместе с тем ДЗА свойственны следующие недостатки:
1. высокая степень затенения излучающего раскрыва, особенно для антенн с малым электрическим размером раскрыва, то есть характеризуемым сравнительно малым значением D/λ;
2. высокий уровень боковых лепестков по угловым направлениям, примыкающим к направлению главного излучения;
3. значительно более серьезные трудности в конструировании квазичастотно независимых облучателей антенны по сравнению с однозеркальной схемой;
4. большие физические размеры облучателя;
5. высокая стоимость.
Принцип действия ДЗА заключается в преобразовании сферического волнового фронта электромагнитной волны, излучаемой источником, в плоский волновой фронт в раскрыве антенны в результате последовательного переотражения от двух зеркал: вспомогательного и основного с соответствующими профилями.
Одним из наиболее распространенных вариантов исполнения двузеркальной антенны является антенна типа Кассегрена, содержащая параболоидное основное зеркало, облучатель и вспомогательное зеркало (контррефлектор), представляющее собой часть поверхности в виде гиперболоида вращения.
Трансформация волновых фронтов в указанной схеме такова: сферический фронт волны, излученный облучателем, после отражения от конррефлектра трансформируется вновь в сферический расходящийся фронт, виртуальный источник которого расположен на оси системы за гиперболоидным контррефлектором в точке фокуса основного рефлектора, а после второго отражения от параболоида трансформируется в плоский волновой фронт.
Рисунок 4.1 – антенна типа Кассегрена
4.2 Расчет энергетических характеристик антенны
К основным энергетическим характеристикам антенны относят коэффициент усиления и коэффициент направленного действия.
Коэффициент усиления передатчика:
Для того, чтобы выразить Gпер в разах необходимо использовать известное соотношение:
(4.1) 
Коэффициент направленного действия (КНД) определяется как отношение коэффициента усиления к КПД (для двузеркальных антенн КПД примем равным 0,8). При этих значениях, КНД определиться как:
; (4.2)КНД=18448,854
4.3 Расчет радиуса раскрыва большого зеркала
В предварительных расчетах радиус раскрыва вычисляется без учета площади затенения. Для определения предварительного радиуса раскрыва (R/0) используем следующее соотношение:
(4.3)где КИП примем равным 0,6;
(4.4)Выразим из данного соотношения площадь раскрыва и затем определим R/0:
(4.5) 
Площадь окружности определяется по формуле:
(4.6)В результате получим, что предварительный радиус равен:
Теперь мы можем получить диаметр как большого, так и малого зеркал:
(4.7) 
При этом диаметр малого зеркала определяется в соответствии с рекомендациями:
В дальнейшем нам необходимо учитывать площадь затенения, иными словами определить площадь малого зеркала, и соответственно вычислить радиус раскрыва с учетом этой площади. Площадь тени можно определить как:
, (4.8)где
Теперь нам необходимо проверить соотношение R/0 < R0. Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что условие удовлетворено. Дальнейший расчет основан на выборе угла раскрыва (Ψ0) и угла облучения (φ2):
Ψ0= 1000…1050, примем Ψ0=1030;
φ2= 400…410, примем φ2=410;
4.4 Расчет эксцентриситета малого зеркала гиперболы, фокусных расстояний зеркал и диаметра облучателя
; (4.9)
Для дальнейшего расчета нам необходимо определить фокусное расстояние большого (F) и малого (f) зеркал. Это можно сделать, используя следующее соотношение:
; (4.10) 
Из приведенного выше соотношения видно, что Fэ определится как:
; (4.11) 
Теперь рассчитаем фокусное расстояние малого зеркала, при этом формула для его определения выглядит следующим образом:
; (4.12) 
Разность расстояний от фокусов до произвольной точки на поверхности гиперболоида постоянна, т.е.
, где 2а – это расстояние между его вершинами. Расстояние между фокусами гиперболоида 
. При этом эксцентриситет образующей гиперболы равен 
. 
Рисунок 4.2 – графическое представление расстояний 2С и 2а
Теперь можно отыскать численные значения расстояний 2С и 2а. Для этого используем выражение:
; (4.13) 
; 
Выполним проверку на условие
, условие удовлетворено, следовательно, расстояния найдены, верно.Необходимо определить диаметр облучателя:
; (4.14)Таким образом, диаметр облучателя можно определить как:
; 
При этом условие
выполняется.