Применение метода моментов приводит к системе линейных алгебраических уравнений относительно неизвестных значений амплитуд электрических токов для каждого из сегментов проволочной структуры. Решение этой системы требует основных вычислительных затрат. По найденному распределению электрических токов находятся производные электродинамические характеристики: диаграмма направленности, входное сопротивление, КНД. Пакет позволяет кроме детерминированных расчетов проводить оптимизацию конструкции антенны по заданным требованиям.
Технология работы с пакетом MMANA
Рассмотрим технологию использования пакета MMANA на примере расчета электродинамических характеристик линейной вибраторной антенны.
Этапы формирования геометрической модели вибратора и задания режимов возбуждения представлены на рисунках 1,2.
Рис.1. Формирование геометрии вибратора.
Рис. 2. Режим визуализации моделируемой антенны.
Далее проводится расчет распределения электрических токов на проводниках и диаграмм направленности. На этом этапе рассчитываются также другие электромагнитные параметры: входное сопротивление, КСВ, коэффициент усиления. Расчет параметров антенны может проводиться как при ее размещении в свободном пространстве, так и над реальной землей или над идеально проводящим экраном. Результаты расчетов представлены на рисунке 3.
Рис. 3. Результаты вычислительного эксперимента.
Рис. 4. Распределение электрического тока на вибраторе.
Диаграммы излучения показаны на рисунке 5.
Рис. 5. Диаграммы направленности антенны.
На рисунке 6 показаны результаты оптимизации конструкции антенн.
Рис. 6. Результаты оптимизации антенны.
При использовании пакета MMANA возможно использовать обширные библиотеки проектов антенн, поставляемых вместе с дистрибутивом, а также доступных в сети Интернет.
Задание и порядок выполнения работы
1. Ознакомится с основными положениями метода интегральных уравнений для тонкопроволочных структур.
2. Ознакомиться с возможностями пакета MMANA на базе библиотеки проектов тонкопроволочных антенн.
3. Освоить технологию работы с пакетом MMANA на примере расчета электродинамических характеристик полуволной тонкопроволочной вибраторной антенны.
4. Рассчитать электродинамические характеристики пятиэлементной директорной антенны. Провести оптимизацию ее параметров для обеспечения максимума усиления.
5. Рассчитать диаграммы направленности малоэлементной антенной решетки из полуволновых вибраторов (3х8 элементов) при различных вариантах амплитудно-фазового возбуждения.
6. Разработать и исследовать тонкопроволочную модель сотового телефона с внешней антенной.
Отчет оформляется в электронном виде.
1. Цель работы.
2. Результаты вычислительных экспериментов.
3. Выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Назначение метода интегральных уравнений для тонкопроволочных структур.
2. Основные этапы работы с пакетом MMANA.
3. Факторы, влияющие на точность и вычислительную эффективность метода интегральных уравнений для тонкопроволочных структур.
1. Численные методы теории дифракции. -М.: Мир, 1982.- 200с.
2. Вычислительные методы в электродинамике. Под редакцией Р. Митры.-М.: Мир, 1977. – 485.
3. Гончаренко И. В. Компьютерное моделирование антенн. Все о программе MMANA M.: ИП Радиософт, 2002.-80c.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.