Антенна является неотъемлемой частью радиоканала любой системы радиосвязи. Основными типами антенн, применяемых в системах спутниковой связи, являются параболическая антенна и ее модификации (однозеркальная, двухзеркальная, офсетная) изображены на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 - Схематическое изображение модификаций параболической антенны: а) однозеркальная, б) двухзеркальная, в) офсетная.
Для вычисления основных электродинамических характеристик (диаграмма направленности (ДН), коэффициент усиления (КУ), коэффициент использования поверхности (КИП)) параболических антенн в инженерной практике часто используется апертурный метод. Согласно данному методу параболическую антенну можно рассматривать как синфазно возбужденный круглый раскрыв (апертуру) с заданным амплитудным распределением на нем возбуждающего поля, которое формируется облучателем. В качестве облучателей параболических антенн используются: открытый конец волновода; рупорные облучатели.
Взаимосвязь между шириной главного лепестка ДН антенны по уровню половинной мощности, относительным диаметром апертуры параболической антенны и КИП антенны можно определить по формуле (3.1):
(3.1)
где - ширина главного лепестка ДН антенны по уровню половинной мощности, град;
- длина волны электромагнитного колебания, м;
- КИП антенны, определена в таблице А.1 Приложение А, 0,7;
- диаметр апертуры параболической антенны, м;
Длина волны электромагнитного колебания определяется по формуле (3.2):
(3.2)
где - частота сигнала, определена в таблице А.1 Приложение А, 10,5 ГГц.
Отсюда диаметр апертуры параболической антенны рассчитывается по формуле (3.3):
(3.3)
Взаимосвязь между КУ антенны и геометрическими параметрами апертуры антенны (относительной площадью апертуры) с учетом КИП антенны можно определить по формуле (3.4):
(3.4)
где - площадь круглой апертуры.
Площадь круглой апертуры определяется по формуле (3.5):
(3.5)
Подставим полученные значения в формулу (3.4):
В логарифмическом виде КУ антенны определяется по формуле (3.6):
(3.6)
где диаметр параболической антенны , м;
частота , ГГц.