Расчет антенны на 41 канал, расчет согласования антенны с приемником

Содержание

Введение

В связи с широким применением в наше время радио и телевещания все чаще приходится производить проектирование и расчет антенны для приемника или передатчика для конкретных частот, а также производить согласование антенны с приемником или передатчиком, так как сопротивление антенны практически всегда отличается от сопротивления устройства, к которому она подключается.

В данном курсовом проекте произведен расчет антенны на 41 канал и произведен расчет согласования антенны с приемником.

Задание на курсовое проектирование

Вариант № 8.

Требуется: выбрать, рассчитать и построить схему соединения антенны с телевизионным приемником посредством стандартного коаксиального кабеля.

Дано:

Антенна:                             симметричный вибратор с плоским рефлектором (панелью);

Канал:                                 41;

ДПР:                                   1%;

Входное сопротивление приемника:                         50 Ом

1 Расчет согласования приемной антенны с приемником

1.1 Определение длины волны в антенне.

Найдем среднюю частоту для 41 канала, который задан в задании. Под него отведена следующая полоса частот – 630 – 638 МГц. Средняя частоты будет равна:

Зная среднюю частоту, найдем длину волны в антенне.

1.2 Определение входного сопротивления антенны.

Полное сопротивление антенны с учетом влияния плоского пассивного рефлектора можно найти по формуле (3).

Z₁₁ – собственное сопротивление полуволнового вибратора (Z₁₁ = 73,1+j42,5 Ом.

Z₁₂ – взаимное сопротивление вибраторов. Это сопротивление находится из отношения d/l, которое получается равным 0,5 (так как расстояние до плоского рефлектора l/4 и в результате «зеркального» отражения добавляется расстояние l/4, в итоге d=l/2). Сопротивление Z₁₂ = -15-28j.

Подставим все это в формулу и получим:

1.3 Выбор сопротивления соединительного кабеля и его длины.

Для хорошего согласования необходимо чтобы сопротивление кабеля было таким же, как и у приемника, следовательно, выбираем кабель с сопротивление 50 Ом. Так как сопротивление кабеля совпало с сопротивлением приемника, то при любой длине кабеля, он не трансформирует сопротивления, следовательно в выборе длины кабеля приходится ограничиваться только величиной затухания сигнала. Входное сопротивление кабеля с подключенным к нему приемником в следствии согласования имеет сопротивление 50 Ом.

1.4 Выбор симметрирующего устройства.

Наиболее широко в диапазоне ДМВ применяется симметрирующий изолятор. Основой симметрирующего изолятора является изолятор из полой металлической трубки в виде перевернутой буквы П. Он не трансформирует сопротивления и широкополосен.

1.5 Согласование кабеля с антенной.

Для согласования кабеля с антенной применим параллельный разомкнутый шлейф, включаемый на расстоянии от нагрузки в точке, где вещественная часть сопротивления в линии будет равна сопротивлению кабеля, а мнимая часть сопротивления будет скомпенсирована шлейфом. Причем место включения шлейфа потом и будем считать выходом антенны с сопротивлением 50 Ом.

Рассчитаем место включения шлейфа (расстояние от вибратора до шлейфа).

где:

Рассчитаем длину шлейфа:

1.6 Произведем расчет потерь на рассогласование.

Так как мы скомпенсировали реактивную составляющую антенны, то расчет потерь на рассогласование производится по следующей формуле.

Получили потери на рассогласование меньше предельно допустимых заданных в задании.

Литература

1. Н.Е. Бова, Г.Б. Резникова. Антенны и устройства СВЧ.

2. Г.Н. Когер. Антенно-фидерные устройства, 1981.

3. Д.М. Сазонов. Антенны и устройства СВЧ. учебник для ВУЗов, Высшая школа, М.: 1988.

4. Г.Т. Марков, Д.М. Сазонов. Антенны. Энергия М.: 1975.

5. Виктор Афанасьев. Теория по радиолиниям. НГТУ, 1999.

6. Конспект лекций «Антенны и антенно-фидерные устройства».