Расчет передающей антенны для телевизионного вещания (23 ТВ канал), страница 4

где - сдвиг по фазе, определяется как

R = 0.4674l = 0.2862 м. - расстояние от фазового центра панели до геометрического центра.

Рисунок 7

ДН в вертикальной плоскости формируется всеми этажами антенны. ДН в вертикальной плоскости определяется по формуле (8)

                                                                  (8)

где b = 0.5l = 0.306 м. - расстояние между вибраторами.

Для хорошей передачи необходимо главный лепесток немного прижать к земле на 1-2⁰. Для наклона направления максимального излучения под углом D_м = 2⁰ к горизонту необходим сдвиг фаз за счёт питания панелей:

DΦ = k D sin (D_м)

где D = 0.5λ = 0.306 м. – расстояние между этажами. Тогда
DΦ = 6.3⁰ = 0.11 рад

С этой поправкой определяем ДН:

                                             (9)

Получившаяся диаграмма направленности представлена на рисунке 8. в декартовых координатах от 0 до –π/2 и на рисунке 9 в полярных координатах.

Рисунок 8.

Рисунок 9.

На практике же обычно переменно питают только два верхних этажа, что приводит к размыванию боковых лепестков и нормальному приёму даже в районе установки передающей антенны.

Коэффициент направленности действия определяется как

                                                                              (10)

Отсюда D = 28.651 = 14.57 дБ.

КПД антенны принимается примерно равный 1.

Тогда коэффициент усиления в диапазоне СВЧ принимают

G = D η = D = 14.57 дБ

На практике же G меньше чем D, коэффициент усиления примерно Равен G = D/1.6 = 17.9 = 12.53 дБ, что больше требуемого 12 дБ.

В полосе частот 23 канала определим на крайних частотах КНД (изменяется только k).

На нижней частоте f_н = 486 МГц, λ_н = 0.617284 м., k = 2π/λ_н = 10.179, тогда КНД на ней равен:

D_н = 28.384 = 14.53 дБ

На верхней частоте f_в = 494 МГц, λ_в = 0.607287 м., k = 2π/λ_в = 10.346, тогда КНД на ней равен

D_в = 28.842 = 14.6 дБ

Выбор типа фидера, расчёт затухания в фидере и его КПД

В диапазоне метровых и дециметровых волн применяют фидеры в виде коаксиальных кабелей. Необходим коаксиальный кабель длиной 200 м. с волновым сопротивлением 75 Ом. Он должен быть согласован с антенной для получения требуемого КБВ.

Для заданных частот подходит коаксиальный кабель марки
РК-75-17-31, у которого волновое сопротивление W_ф = 75 Ом, со сплошной изоляцией из стабилизированного полиэтилена. Диаметр центрального проводника d = 17 мм. КПД фидера возьмём 80%, тогда можно рассчитать коэффициент затухания из КПД фидера. Номинальная мощность 2900 Вт. Длина фидера l_ф = 200 м.

КПД фидера определяется как:

η_ф = e^{-0.23α lф}                                                                   (11)

Отсюда требуемы коэффициент затухания:

α =  = 0.004851 дб/м

Из волнового сопротивления в случае сплошного заполнения фидера можно найти диаметр внешний D:

W_ф =                                                                             (12)