Логопериодические вибраторные антенны: Учебное пособие, страница 51

Чем больше КНД, тем меньше различие ДН в разных плоскостях. При КНД, больше 13 дБ, главный лепесток ДН в плоскости E почти совпадает с главным лепестком ДН в плоскости H. Наибольшие различия остаются в области боковых лепестков

Рис. 3.27. Графики распределения токов и ДН на средней частоте для логоволновой антенны длиной около 1,5 метра с семью директорами

Результаты расчёта логоволновой антенны

3.7. Расчёт универсальной частично-печатной антенны диапазона 900 МГц

В диапазоне 900 МГц работает много радиотелефонов разных моделей. В этом диапазоне работают два стандарта сотовой связи – DAMPS («Биллайн») и GSM. Этот же диапазон отведён для системы радиодоступа стандарта CDMA. Общая полоса частот составляет 814 – 960 МГц. Разработаем несколько вариантов универсальной частично-печатной ЛПВА для работы во всём диапазоне частот. Рабочий диапазон расширим до 810 – 965 МГц и будем считать допустимым увеличение КСВ на граничных частотах до 1,4, так как на этих частотах антенна работает только на приём. Под длиной антенны будем понимать расстояние между первым и последним вибраторами.

Подход к проектированию остаётся прежний – получить максимальное усиление при минимальной длине антенны.

Рассмотрим ЧХ антенны из 9 вибраторов со средним КНД не менее 9 дБ:

Рис. 3.28. Графики ЧХ Z_вх(F) (слева) и КНД и КСВ (справа)

для частично-печатной ЛПВА с 9 вибраторами

.

Размеры антенны небольшие и можно попытаться увеличить коэффициент усиления за счёт увеличения длины антенны. Однако с увеличением длины антенны увеличиваются тепловые потери. Рассмотрим ЧХ той же антенны с уменьшенным в 100 раз :

Рис. 3.29. Графики ЧХ Z_вх(F) (слева) и КНД и КСВ (справа) для частично-печатной ЛПВА с 9 вибраторами и уменьшенным в 100 раз

.

Уменьшение тепловых потерь привело к увеличению коэффициента усиления почти на 1 дБ, при этом максимальный и средний КСВ увеличились незначительно. Антенна вполне может использоваться на практике, поэтому приведём результаты расчётов.

Результаты расчёта частично-печатной ЛПВА

Увеличим число вибраторов до 10, а диаметр вибраторов до 5 мм и рассмотрим ЧХ:

Рис. 3.30. Графики ЧХ Z_вх(F) (слева) и КНД и КСВ (справа) для частично-печатной ЛПВА с 10 вибраторами диаметром 5 мм

.

Коэффициент усиления увеличился, но это увеличение получается меньше, чем тепловые потери в антенне с 9 вибраторами. Рассмотрим характеристики антенны с уменьшенными в 100 раз тепловыми потерями:

Рис. 3.31. Графики ЧХ Z_вх(F) (слева) и КНД и КСВ (справа) для частично-печатной ЛПВА с 10 вибраторами диаметром 5 мм, с уменьшенными в 100 раз тепловыми потерями

.

Результат очень похож на предыдущий вариант – коэффициент усиления увеличился более чем на 1 дБ, максимальный и средний КСВ изменились незначительно.