Логопериодические вибраторные антенны: Учебное пособие, страница 23

           (1.51)

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КЛАССИЧЕСКОЙ ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКОЙ ВИБРАТОРНОЙ АНТЕННЫ

2.1. Общий подход к проектированию, программы (функции) для описания конструкции и распределительного фидера

Под задачей проектирования антенны подразумевается разработка конструкции, которая оптимальным образом реализует требуемые характеристики. В антенной технике такая задача часто называется задачей синтеза антенны. Для практических применений задача синтеза антенны является более важной, чем задача анализа. Однако синтез ЛПВА в чистом виде в настоящее время не представляется возможным. Поэтому разработку антенны (или проектирование антенны) будем вести методом последовательных приближений, анализируя предварительно выбранный вариант, и на основе результатов анализа вносить изменения в геометрические размеры и конструкцию разрабатываемой ЛПВА.

Основными исходными данными для разработки антенны являются требуемый КНД, рабочий диапазон частот, входное сопротивление, максимально допустимая величина КСВ и, возможно, ограничения на длину антенны.

Максимально достижимый КНД у ЛПВА составляет примерно 11 – 11,5 дБ. Для получения большего КНД следует применять антенную решётку из ЛПВА. Минимальный КНД составляет примерно 7 дБ.

КНД определяется параметрами  и , но аналитических выражений зависимости КНД от этих параметров нет. Для ориентировочного выбора параметров  и  можно пользоваться номограммой, предложенной Кэррелом [5], на которой нанесены кривые постоянного КНД для различных  и  при  Ом и .

Более точные зависимости КНД от параметра  при различных τ, полученные в [6] методом интегральных уравнений, показаны на рис. 2.1. Графики, приведённые на рис. 2.1, рассчитывались при  Ом и  (сплошные линии – синусоидальное приближение, штрих пунктирные – три гармоники Кинга).

Из этих графиков видно, что нет однозначности при выборе параметров  и , то есть одно и то же значение КНД можно получить при разных комбинациях  и .

Для большей однозначности Кэррел ввёл понятие оптимального , которое обеспечивает максимум КНД для данного значения .

Рис. 2.1. Зависимость КНД ЛПВА от t и s

(Ом, )

Аналогичный оптимум можно найти на рис. 2.1, а в [21] на основе анализа результатов [6] предложено простое выражение

.                                   (2.1)

Понятие «оптимальный» в этом случае означает, что можно получить заданный КНД при минимально возможном . Это объясняется тем, что при «оптимальном»  реализуется такое соотношение фаз токов в активной области, которое даёт максимальную направленность для антенн осевого излучения. Одновременно выбор минимального  обеспечивает минимальное количество вибраторов в антенне. Выбор  больше оптимального значения приводит к появлению в диаграмме направленности боковых лепестков.