Ромбическая антенна. Определение основных геометрических размеров антенны, страница 2

Соотношение (4.7) будет выполнятся лишь для оптимальной длины волны. Для других волн диапазона, и в выражении для необходимо учитывать множитель . Таким образом, при  действующая длина определяется выражением (4.6), в которое следует подставить и :

                                            (4.12)

Направление максимума главного лепестка  определяется из формулы (4.11).

Подставив в формулу (4.2) определённые выше геометрические размеры ромба, получим окончательное выражение для нормированной диаграммы направленности в вертикальной плоскости:

                       (4.13)

Для оптимальной длины волны определяется выражением (4.10) и . На других волнах диапазона определяется выражением (4.12), а ближайшее к горизонту значение , равное единице, имеет место при:

                                                  (4.14)

Очевидно, что значения направлений нулевого излучения определяются из соотношений:

                                       (4.15)

                                                (4.16)

Из условия (4.15) получаем следующую формулу для углов нулевого излучения :

                                          (4.17)

причём каждому целому числу  соответствует своё значение .

Из равенства (4.16) получаем формулу, определяющую углы нулевого излучения за счёт влияния земли,

                                                  (4.18)

где

После определения всех углов нулевого излучения следует найти направления максимумов боковых лепестков. Можно принять, что эти направления расположены посредине между соседними углами нулевого излучения.

Границы рабочего диапазона волн определяются допустимыми искажениями главного лепестка диаграммы направленности в вертикальной плоскости на  и . При этом границами диапазона можно считать те длины волн, на которых нормированная диаграмма направленности в направлении уменьшается до уровня 0,7.

          3.1 Расчёт границ рабочего диапазона волн

1. Задавшись некоторым значением  по формуле (4.11) определяется соответствующий этому значению угол  максимума главного лепестка диаграммы направленности.

ПРИМЕР:

2. Затем по формуле (4.12) находят значение  для этой длины волны. При этом следует учесть, что с изменением длины волны изменяется и значение .

ПРИМЕР:

3. Зная значения и , соответствующие выбранной длине волны, по формуле (4.13) определяют значение нормированной диаграммы направленности в направлении максимума главного лепестка на оптимальной длине волны.

ПРИМЕР:

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА:

              3.2 Расчёт направления нулевого излучения главного            

лепестка

Направление нулевого излучения главного лепестка находят подставив в формулы (4.17) и (4.18) :

1.  Для

из двух полученных значений угла выбирают меньшее т.е.

2.Для :

из двух полученных значений угла выбирают меньшее т.е.   

3.Для

из двух полученных значений угла выбирают меньшее т.е.

                3.3 Расчёт главного лепестка в интервале

Расчёт ведётся по формуле (4.13)

1.  Расчет на

2.  Расчёт на :

3. Расчёт на :

    

3.4  Расчёт диаграммы направленности на

Диаграмма направленности  на  рассчитывается по формуле(4.13).

В прямоугольной системе координат диаграмма направленности имеет вид:

4.  ОСОБЕННОСТИ       ПЕРЕДАЮЩИХ РОМБИЧЕСКИХ АНТЕНН. РАСЧЁТ НАГРУЗОЧНОЙ И ФИДЕРНОЙ ЛИНИЙ

Ромбическая антенна выполняется из проводов, натянутых на оттяжках между деревянными мачтами, которые установлены по углам ромба. С одной стороны к антенне присоединяется фидер, волновое сопротивление которого равно волновому сопротивлению антенны, с другой стороны – согласованная нагрузка.

Для того чтобы волновое сопротивление антенны по всей длине было постоянным, каждую сторону ромба делают из двух расходящихся к тупому углу проводов. Расстояние между этими проводами увеличивается от нуля у острого угла до 2-2,5 м. у тупого угла. При этом увеличивается и погонная емкость между сторонами ромба, которая компенсирует возрастание волнового сопротивления из-за расхождения сторон ромба от острого угла к тупому.

Диаметр проводов ромбической антенны должен обеспечить необходимую электрическую прочность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате расчёта данного курсового проекта были получены следующие результаты:

1.  Высота подвеса антенны над землёй ;

2.  Длина стороны ромба  ;

3.  Действующая длина антенны ;

4.  Границы рабочего диапазона волн ;

5.  Сопротивление излучения всей антенны ;

6.  Ток на входе антенны ;

7.  Мощность излучения ;

8.  Коэффициент полезного действия антенны ;

9.  Коэффициент направленного действия антенны ;

10. Коэффициент усиления ;

11. Диаметр проводов антенны ;

12. Коэффициент полезного действия фидера ;

13. Длина нагрузочной линии .

По полученным результатам можно сделать вывод о том, что полученные характеристики антенны соответствуют необходимым условиям. И что данная антенна может быть построена и её технические характеристики, будут удовлетворять заданию на курсовой проект.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Руководство по курсовому проектированию антенн (часть 1 и 2)

Под редакцией А. З. ФРАДИНА

2.  Кочержевский Г. Н. и др. Антенно-фидерные устройства: Учебник для вузов/

Г. Н. Кочержевский, Г. А. Ерохин, Н. Д. Козырев. – М.: Радио и связь, 1989.

3.  Методические указания для выполнения курсового проекта по дисциплине “Устройства СВЧ и антенны”, Махачкала, ДГТУ,2000.

4. Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры. Под редакцией Э. Т. Романычевой. М, 1989.