Радіомережі коміркового зв'язку

                                Міністерство освіти і науки України

Національний університет "Львівська політехніка"

Кафедра "Телекомунікацій"

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з дисципліни:

«Радіомережі коміркового зв'язку»

Виконав:

ст. гр. ІМЗс-11

Перевірив:

доцент

Львів 2014

Глава 16. НЕСИМЕТРИЧНІ ВІБРАТОРИ І АНТЕНИ СТОЯЧОЇ ХВИЛІ

16.1. Вступні зауваження

Несиметричними називають антени, розташовані безпосередньо у землі (або металевого екрана, корпуса рухомого об'єкту і т. П.) Перпендикулярно (рідше похило) до її поверхні; напруга живлення зазвичай подається між землею і випромінювачем.

Такі антени застосовуються на хвилях від наддовгих) до ультракоротких . На УКВ антена зазвичай має форму штиря довжиною  На більш довгих хвилях за габаритними міркуваннями зазвичай застосовують випромінювачі коротші У даній главі розглядаються тільки такі несиметричні антени, розподіл струму на яких близький до стоячьої хвилі.

16.2. Несиметричні вібратори

1. Варіанти несиметричних вібраторів зображені на рис. 16.1. Якщо вважати землю ідеально провідною і враховувати дзеркальне зображення (рис. 16.1, а), то несиметричний вібратор можна вважати половиною еквівалентного йому симетричного вібратора. Це позволяє знайти розподіл струму на тонкому несиметричному вібраторі за формулою (11.1) і рис. 11.2.

Основні параметри несиметричного вібратора можна виразити через параметри еквівалентного симетричного вібратора, користуючись методом дзеркальних зображень (§ 8.6).

2. Поле випромінювання і ДН несиметричного вібратора розраховується за формулами (11.9) і (11.10) для еквівалентного симетричного вібратора, що знаходиться у вільному просторі, причому для кутів 0> 90 ° (нижнє півпростір) поле випромінювання відсутнє.

На рис. 16.1, г суцільною лінією зображена ДН четвертиннохвильового несиметричного вібратора, розташованого над ідеально провідною землею. Втрати в реальній землі призводять до ослаблення випромінення, особливо під малими кутами до горизонту (пунктирна лінія на рис. 16.1, г). 3. Діюча довжина несиметричного вібратора може бути визначена за формулою (9.57) і, отже, дорівнює половині діючої довжини еквівалентного симетричного вібратора (рис. 16.1, а). Так як при заданому струмі живлення  поля випромінювання обох вібраторів у верхньому півпросторі однакові, то при розрахунку напруженості поля несиметричного вібратора за формулою (9.54) потрібно праву її частину подвоїти. тоді отримаємо: 4. Опір випромінювання несиметричного вібратора в два рази менше, ніж у еквівалентного симетричного вібратора, тому що при однакових струмах перший випромінює в два рази меншу потужність (немає випромінювання в нижньому напівпросторі). Отже, розрахунок можна вести за формулою (11.15), замінивши коефіцієнт 30 на 15. Наприклад, при  маємо 5. Вхідний опір несиметричного вібратора в два рази менше, ніж у еквівалентного симетричного вібратора, так як при однакових струмах живлення у першого напруга живлення в два рази менше (рис. 16.1, а). Отже, розрахунок можна вести за формулами (11.20) і (11.21), змінюючи  останній коефіцієнт 120 на 60.

6. КНД несиметричного вібратора в два рази більше, ніж у еквівалентного симетричного вібратора, так як при однаковій потужності випромінювання перший забезпечує в два рази більшу кутову щільність потужності, оскільки вся потужність випромінюється тільки в однин напівпростір. КНД можна розрахувати за формулою (9.47), причому інтегрування по 0 потрібно виробляти в межах від  до

7. Несиметричний вібратор над екраном кінцевих розмірів (рис. 16.1, б) широко застосовується на УКВ і частково на КВ. Особливість цієї антени полягає в тому, що вона випромінює деяку частину потужності також в нижній (затінений) напівпростір і в тим більшою мірою, чим менше розміри екрана в порівнянні з довжиною хвилі. Приклад ДН такої антени наведено на рис. 16.1, д. Точний розрахунок ДН складний. Розрахункові формули наведені в [35]

Якщо мінімальна відстань краю екрана від вібратора більше, то наближено можна визначати згідно з п. 5 даного параграфа.

8. Несиметричний петлевий вібратор (мал. 16.1, в) також широко застосовується на УКХ. Він має дві переваги: а) його можна кріпити безпосередньо до екрану (в точці А); б) як і у симетричного петлевого вібратора (§ 15.3) підбором товщини 2аг і 2А2 можна змінювати його вхідний опір. Розрахунок  можна проводити за формулою (15.3), в якій під  слід розуміти опір несиметричного вібратора - (рис. 16.1, а). Наприклад, примаємо 9. Діапазонні несиметричні вібратори як і симетричні, виготовляють з товстих стрижнів, труб або широких пластин. Вони можуть мати циліндричну або конічну форму, бути суцільними або гратчастими. Як приклад на рис. 16.2,а зображена на УКХ диско-конусна антена. Живлення її здійснюється коаксіальним фідером. Внутрішня жила фідера під'єднується до диска, а оболонка - до конуса. Поле випромінювання в основному створюється струмами, обтікають конус, а диск грає роль екрану і майже не випромінює, так як радіальні струми, оточуючі диск, створюють поля, які в основному компенсують один одного.