Антенно-фидерные устройства

Нагрузочная линия в конце антенны спускается вниз к земле, подвешиваясь на невысоких опорах, размещаемых по большей диагонали ромба. Нагрузка (поглощающая линия) изготавливается из фехралевого проводника с диаметром 2 мм и волновым сопротивлением в 350 Ом. Длина нагрузки и погонное сопротивление установлены для максимальной длины волны диапазона. d = 2 ммдиаметр провода нагрузкиD = 680 ммрасстояние между проводникамиμ = 80- магнитная проницаемость материала нагрузкиρ = 1,2· Ом·м — удельное сопротивление материала нагрузки.

Рассчитаем волновое сопротивление двухпроводной фехралевой линии:

Определим погонное сопротивление по формуле:

где = 18 · 2,5 = 45 м — максимальная длина волны, согласно заданию. Найдем длину двухпроводной нагрузки:

Расчет КПД ромбической антенны.

Волновое сопротивление ромбической антенны определяется соотношением:

120lnОпределим волновое число на основе длины волны:

Определим волновое число для максимальной длины волны:

Рассчитаем эквивалентный радиус для участка острого угла ромба:

Сопротивление излучения ромбической антенны для основной расчетной длины волны определяется соотношением:

Сопротивление излучения ромбической антенны для максимально заданной расчетной длины волны определяется соотношением:

Вычислим КПД антенны для основной расчетной длины волны:

Вычислим КПД антенны для максимальной расчетной длины волны:

Определим мощность, выделяемую нагрузкой для основной длины волны:

Соответственно мощность, выделяемая нагрузкой на основной длине волны:

2.4. Расчет коэффициента усиления ромбической антенны.

Согласно методическим указаниям применяем формулу для расчета коэффициента усиления ромбической антенны:

2.5. Расчет коэффициента направленного действия антенны.

Коэффициент направленного действия ромбической антенны для:

оптимальной (основной) длины волны:

заданной максимальной длины волны:

2.6. Расчет диаграммы направленности.

Диаграммы направленности ромбической антенны в горизонтальной плоскости (плоскости ромба) определяется выражениями:

В вертикальной плоскости:

где — длина стороны ромба; - тупой угол ромба; - высота подвеса антенны. График нормированной диаграммы направленности ромбической антенны в полярной системе координат будет иметь вид, показанный на рисунках 5а) и 5б), построенных с применением программных пакетов.

а)б)Рис.

5. ДН ромбической антенны в горизонтальной плоскости.

График диаграммы направленности ромбической антенны в вертикальной плоскости будет иметь вид, показанный на рисунках6а) и 6б).а)б)Рис.

6. ДН ромбической антенны в вертикальной плоскости2.

7. Двойная ромбическая антенна.

Построив синфазную антенну из ромбов, этажно расположенных один над другим, то возможно увеличение коэффициента усиления почти вдвое. Однако для монтажа таких антенн необходимы опоры большей высоты, в связи с этимбольшее применение нашли двойные ромбические антенны Айзенберга. Двойная ромбическая антенна Айзенберга конструктивно выполнена из двух ромбов, которые соединены синфазно и подвешены приблизительно на одной высоте, но смещены один относительно другого в направлении малой диагонали на расстояние 0,85λ.Подобное расположение обеих антенн позволяет взаимно компенсировать боковые лепестки диаграммы направленности, из-заэтогосущественноснижается восприимчивость данной антенны антенн к внешним помехам. На рисунке 7 показана конструкция двойной ромбической антенны.Рис.

7.Конструкция двойной ромбической антенны.

Использование двойной ромбической антенны дает возможность уменьшить боковое излучение. Разнос между большими диагоналями ромба в горизонтальной плоскости определяется как: Для двойной ромбической антенны диаграмма направленности в горизонтальной плоскости рассчитывается как:=f (Диаграммы двойной и одинарной ромбических антенн в вертикальной плоскости совпадают, т. е. = f (.Следует отметить, что входное сопротивление двойных ромбических антенн вдвое меньше одинарных, поэтому они не нуждаются в фидерном трансформаторе, согласующем антенну с 300-омным кабелем. В этом случае симметричный кабель просто подключают прямо к средней точке соединительного фидера.

Заключение

.

Приведенные в работе диаграммы направленности, а также другие расчеты показывают, что характерным для ромбических антенн является наличие в их диаграммах значительных боковых лепестков. В этом отношении они уступают настроенным остронаправленным антеннам, например синфазныммноговибраторным. Однако, вместе с этим с этим ромбические антенны обладают большими достоинствами, к которым относятся: значительная ширина рабочего диапазона; простота конструкции и эксплуатации;

легкость согласования с двухпроводным фидером и, как следствие, легкость настройки выходной ступени передатчика. По описанным выше причинам ромбические антенны широко применяются в коротковолновых стационарных радиоцентрах, как для приема, так и для передачи радиосигнала. В настоящем курсовом проекте произведены проектирование и расчет ромбической антенны и получены следующие параметры:

20 мвысота подвеса антенны над уровнем земли;

61 мдлина стороны ромба;

870 Омволновое сопротивление;

58%- КПД антенны;

23,6- коэффициент усиления ромбической антенны;

5 ммдиаметр проводников антенны;

2 ммдиаметр проводов нагрузки (поглощающей линии);109,4 мдлина поглощающей линии.

Список литературы

Айзенберг Г. З. Коротковолновые антенны/Айзенберг Г. З., Белоусов С. П., Журбенко Э. М., Клигер Г. А., Курашов А. Г. /Под ред. Г. З. Айзенберга. — М.: Радио и связь, 1985. — 530 с. Драбкин А. Л., Зузенко В. Л., Кислов А. Г. Антенно-фидерные устройства: Учебник — М.: Советское Радио, 1974. — 536 с. Кочержевский Г. Н. Антенно-фидерные устройства: Учебник.

— М.: Радио и связь, 1981. — 471 с.