Проектирование директорной антенны

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКЕ

Кафедра технической электродинамики и антенн

Курсовой проект

на тему:

 

Выполнил:

Группа: РС9801

Проверил: Белянский В. Б.

Москва

2001

Задание 18

Исходные данные:

Длинна волны .

Ширина главного лепестка .

Уровень бокового излучения не более –19Db.

А) Распределение токов в элементах антенны.

Электрические параметры директорной антенны определяются распределением токов в ней. При инженерных расчетах можно полагать, что ток по вибраторам распределяется по синусоидальному закону. Закон распределения тока вдоль антенны, то есть соотношение между амплитудами и фазами токов активного вибратора, рефлектора и директоров может быть найдено решением уравнений Кирхгофа для вибраторов.

 

, где - токи в рефлекторе и активном вибраторе,

- токи в первом, втором … директорах,

- собственные полные сопротивления рефлектора и активного вибратора,

- взаимные сопротивления рефлектора и активного вибраторов; ,

- взаимные сопротивления рефлектора и k-го директора; ,

- взаимные сопротивления активного вибраторов и k-го директора; ,

- взаимное сопротивления k-го и i-го директоров; .

При заданных длинах вибраторов и расстояниях между ними взаимные сопротивления можно определить по графикам, приведенным в справочнике

Б) Диаграмма направленности директорной антенны.

 Аналитически напряженность поля  всей антенны выражается следующей формулой:

, где - угол, образованный направлением луча и осью антенны,

-угол, образованный направлением луча и плоскостью нормальной к осям вибраторов. В плоскости Е .

- сдвиг фазы тока рефлектора относительно тока активного вибратора,

- сдвиг фаз токов 1, 2-го и т. д. Директоров относительно тока активного вибратора,

- расстояние от рефлектора до активного вибратора,

- расстояние от 1, 2-го и т. д. директоров до активного вибратора.

В) Входное сопротивление.

Входное сопротивление директорной антенны определяется формулой:

Для определения соотношения  вычтем из уравнения Кирхгофа для активного вибратора уравнение для первого директора, умноженное на ,

.

Разделив обе части равенства на  и заменив  и  их выражениями:

 

где  и- постоянные, определяемые из граничных условий на концах антенны.

Получаем:  

.

Расчет директорной антенны очень сложен, но можно воспользоваться программой ANT8  написанной на кафедре ТЕД и А, в которой заложена вся последовательность вычислений.

Исходные данные для программы:

 1. геометрия антенны;

 2. радиус элементов антенны, считая его одинаковым для всех элементов;

 3. расстpойка по длине волны, позволяющая исследовать частотные свойства директорной антенны.

 Результаты расчета программы:

1. амплитуды и фазы токов в элементах антенны;

2. диаграммы направленности антенны в плоскостях Е и H;

3. КHД в направлении максимального излучения;

4. ширина главного и максимальный уровень боковых лепестков ДH;

5. значение сопротивления излучения антенны, отнесенного к пyчности тока.

а) В качестве активного вибратора при данных условиях лучше использовать "волновой вибратор" т. е.  ;     .

б) Длинна рефлектора должна составлять примерно 1,05 длинны вибратора.

Так выглядит наилучшая ДН без директоров.

в) Длинна директоров должна составлять примерно 0,96 длинны вибратора.

Посмотрим что при этом получается.

Максимальное излучение направленно в противоположную сторону! (расстояние между активным вибратором и директором не может поправить положение).

Однако все же можно получить нормально направленную диаграмму, если уменьшить директор в 2 раза.

На полученные размеры можно ориентироваться в дальнейшем.

г) Собрав воедино размеры активного вибратора, рефлектора и расстояния между ними, а также наиболее выгодные размеры директоров и расстояния между ними (близкие к ранее найденным). Получим ДН в конечном виде:

Для плагиатчика

Этот вариант подходит только для директорных антенн.

Если исходные данные отличаются, то следует спросить программу ANT8.exe у преподавателя и подобрать свои размеры антенны.

Следует добавить список литературы.

 И Чертеж

Он простой

Особенности: в данном варианте для согласования антенны с линией надо использовать феритовый трансформатор (какой неважно).

Когда будешь делать чертеж обрати внимание на то что в программе дроби с равными числителями (с 2 или без нее).

На фразу препода типа: "У вас волновые вибратор и рефлектор, а директоры полу волновые ЭТОГО НЕ МОЖЕТ БЫТЬ"

Отвечаете: "Может вчера такую антенну видел на крыше соседнего дома" (они действительно есть).