Для антенн с волновыми вибраторами ДН в горизонтальной плоскости рассчитывается:
(6)
(7)
Для синфазного питания 
,
ДН на рисунке 3.
Рисунок 3.
Для переменно-фазного питания:
ДН для этого случая на рисунке 4.
Рисунок 4.
Из диаграмм направленности видно, что у случаев волновых вибраторов и полуволновых вибраторов с переменно-фазным питанием неоднородность более 30%, а в случае полуволновых вибраторов с синфазным питанием неравномерность в ДН не превышает 20%. По этому является предпочтительным вариант с полуволновыми вибраторами с синфазным питанием.
Выбор геометрических размеров
Для выбранной антенны определим размеры элементов панели. Все размеры зависят от частоты, на которой будет работать антенна, берётся средняя частота полосы λ = 0.61224 м.
Длина одного плеча вибратора берётся примерно Lплеча = 0.24l, т.е. получим Lплеча = 0.147 м. Плечё выполняется из стальных полос, у которых начальные участки выполнены в виде конусов, концы вибраторов закруглены. Расстояние между вибраторами b = 0.5l = 0.306 м. Расстояние между вибраторами и апериодическим рефлекторам выбирается в пределах d = 0.2-0.35l. Оно должно быть, для создания равномерной круговой диаграммы в горизонтальной плоскости, как можно меньше. Возьмём минимальное d = 0.2l = 0.1225 м.
R – расстояние от фазового центра панели до геометрического центра, вокруг которого расположены панели. Для его определения необходимо знать горизонтальную длину рефлектора панели, она должна быть не мене чем 0.6l. Также она зависит от сечения опорной мачты, которая 0.45*0.45 м.2. Возьмём длину рефлектора равную стороне мачты 0.45 м., т.е. примерно 0.735l. Тогда R = 0.4675l = 0.2862 м. Высота рефлектора hреф = 0.8l = 0.48979 м.
Симметричная двухпроводная линия выполняется из труб диаметром 20 мм и длиной равной средней длине волны (l = 0.61224 м.) замкнутая на концах, является согласующим устройством. Симметрирующее устройство выполнено в виде согнутой четверть волновой приставки. Сопротивление двухпроводной линии подбирается примерно 150 Ом.
Для формирования узкого лепестка в вертикальной плоскости ДН необходим большой размах, т.е. много этажей, также для необходимого коэффициента усиления G = 12 дБ нужно много этажей. В источнике 2 приведена таблица зависимости коэффициента усиления от количества этажей для панельной полуволновой антенны, для 24 этажей G = 11.5 дБ. Значит для 12 дБ необходимо большее количество этажей, но при этом с точки зрения экономии и прочности конструкции количество этажей должно быть минимальным. Возьмём n = 28 этажей.
Эскиз одной панели приведён на рисунке 5. Одного этажа на рисунке 6.
Расчёт диаграммы
направленности в Е и Н
плоскостях, КНД, коэффициента усиления.
Диаграмма направленности считается в двух плоскостях – в горизонтальной и вертикальной. В горизонтальной плоскости ДН формируется только одним этажом панелей, но учитывается влияние двух взаимно ортогональных панелей от 0 до 90 градусов.
Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости:
где d = 0.2l = 0.1225 м. - расстояние между вибраторами и апериодическим рефлектором.
k = 2π/λ = 10.263 рад/м.
Результирующее поле определяется:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.