Разработка логопериодической антенны для приема телевизионных сигналов с 1 по 12 канал с коэффициентом направленного действия 14,1 дБ, страница 3

          Условия возбуждения и взаимное влияние вибраторов активной области сочетаются так, что более длинный вибратор ведет себя как рефлектор и ток в нем опережает по фазе ток резонаторного вибратора. Ток же более коротком вибраторе остается отстающим по фазе от тока резонансного вибратора и он играет роль директора.

          Совместное излучение нескольких вибраторов активной части усиливается в направлении вершины антенны и компенсируется в сторону расположения более длинных вибраторов.

          Входное сопротивление вибраторной логарифмической антенны колеблется вокруг волнового сопротивления , которое может быть рассчитано, как волновое сопротивление двухпроводной линии, нагруженной короткими вибраторами, т.е. сосредоточенными емкостями.

          С точностью около  величину  можно определить по формуле:

,

где ;  – расстояние между n-м и (n-1)-м вибраторами;

 – среднее волновое сопротивление короткого вибратора;

– параметр логопериодической структуры.

          Одним из отличительных свойств логопериодической структуры является перемещение ее центра излучения по оси структуры таким образом, что ее расстояние от вершины, измеренное в долях рабочей длины волны, остается постоянным.

          Формы диаграммы направленности в плоскостях Е и Н близки, но в плоскости Е диаграмма получается уже из-за направленных свойств вибраторов в этой плоскости.

2.Расчет геометрических параметров и электрических

характеристик

          Исходя из необходимого коэффициента усиления (КНД = 14,1дБ) выбираем коэффициенты прогрессии  и  для постоянного коэффициента направленного действия (КНД) из таблицы в [3].

, .

          Для данного КНД  не указан, но мы можем его найти исходя из данного угла расширения  из следующего выражения:

.                                  (2.1)

          Из графика в [1] находим ширину активной области Bar = 2.

          Находим коэффициент перекрытия по частоте:

,                               (2.2)

где  – максимальная частота диапазона, Гц;

 – минимальная частота диапазона, Гц.

          Находим общий коэффициент перекрытия по диапазону:

.                                     (2.3)

          Находим максимальную длину рабочей волны:

(м),                             (2.4)

где С – скорость света, м/с;

 – минимальная частота диапазона, Гц.

          Находим относительную длину опорного стержня:

(м).                 (2.5)

          Определяем необходимое число элементов:

.                                    (2.6)

          Находим длину первого элемента:

(м).                                       (2.7)

          Рассчитываем длину вибраторов

,                                                  (2.8)

где  – длина вибратора, м;

– длина предыдущего вибратора, м.

(м);

(м);

(м);

(м);

(м);

(м);

(м);

(м);

          Определение расстояния между вибраторами по формуле:

,                                         (2.9)

(м);

(м);

(м);

(м);

(м);

(м);

(м);

(м).

3.Расчет диаграммы направленности

Расчет диаграммы направленности для Н и Е плоскостей будем вести в соответствии со следующими формулами:

 ,                 (3.1)

.   (3.2)

где  или ;

;

 – ток в вибраторе, поле которого учитывается; величина  находится по графикам [2].

          В нашем случае , а , при этом:

.

рис. 3. Диаграмма направленности для Н.

рис. 4. Диаграмма направленности для Е.

4.Выбор питания ЛПА

          Для питания логопериодической антенны можно использовать 75-омный кабель [4]. Коаксиальный кабель проходит внутри одной из труб линии, причем концы труб в месте входа фидера соединены накоротко металлической пластиной. Металлическая оплетка кабеля распаяна непосредственно при выходе последнего из трубы, а центральный проводник припаян к лепестку, закрепленному на заглушенном конце другой трубы. Перед установкой необходимо предпринять меры по защите коаксиального кабеля от попадания влаги под наружную изоляционную оболочку и в места стыков элементов конструкции. Для этого достаточно залить их клеем БФ-2. Следует еще иметь в виду, что при выборе материалов для антенны нельзя допускать образования гальванических пар, приводящих к коррозии и потере контактирования.

Заключение

          В результате данного курсового проекта была разработана логопериодическая антенна для приема телевизионных сигналов с 1 по 12 канал с коэффициентом направленного действия 14,1дБ.

Список используемой литературы

1.  Сверхширокополосные антенны. Под ред. проф. Бененсона Л. С. – М: Мир, 1964г.

2.  Основы проектирования антенных устройств. Под ред. Гунова А. В. – М.: Мир,1970г.

3.  Жук М. С., Молочко Ю. Б. Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств. – М.: Энергия, 1973г.

4.  Журнал “Радио”8/90, стр.50-52.