Другие предметы \ Антенны СВЧ диапазона

Расчёт приемной антенны для магистральной радиосвязи (пункт передачи – Новосибирск, пункт приёма – Казань), страница 2

множитель ослабления пространственной волны

7. Определение необходимого КУ для нашей антенны.

из этой формулы выведим коэффициент усиленияие приёмной антенны :

это значение получено без учета влияния быстрых и медленных замираний

По графику для медленных замиранй для надежности 90% определим запас мощности:

Аналогично по графику для быстрых замираний определим F2

Основываясь на этом получаем необходимый коэффициент усиления антенны

Следовательно необходимый запас мощности составляет 20 дБ

необходимый КУ антенны

8. Выбор типа приёмной антенны

Следует иметь в виду, что КУ антенны тропосферной линии растёт не прямо пропорционально поверхности её раскрыва, а медленнее, что можно объяснить уменьшением рассеивающего объёма тропосферы при сужении ДН, поэтому в качестве приемных антенн в этом диапазоне широко используются антенны бегущей волны. Ромбические антенны малопригодны в качестве приемных, т.к. по сравнению с АБВ они имеют больший уровень боковых лепестков. Также ромбическая антенна имеет невысокий КПД.

АБВ имеет низкий уровень боковых лепестков, а следовательно и относительно большую помехоустойчивость. Для получения режима бегущей волны вибраторы, отстоящие друг от друга на равных расстояниях, связывают слабой связью с линией, нагруженной на согласованное сопротивление. В этом случае возникает сдвиг по фазе. Для антенны используем полуволновые симметричные вибраторы ввиду их меньшего размера и менее сложного монтажа.

Длина одного плеча симметричного вибратора будет равна

Шаг решетки возьмем равным 0.25 от рабочей длины волны (рекомендации в книге «Коротковолновые антенны»)

Выберем число вибраторов равным 25 ввиду того, что при этом ДН антенны содержит меньшее число боковых лепестков с меньшим их уровнем, а также ввиду заметного увеличения размеров антенны с увеличение количества вибраторов.

Антенну возьмем БС2, т.е. 2 параллельно соединенных полотна БС, т.к. КУ одного полотна не достаточно. Одно полотно может дать максимальный КУ около 35. Необходимый КУ:

9. Расчет ДН в плоскости Н

Диаграмма направленности в плоскости определяется множителем системы вибраторов (множителем решетки) и множителем одно симметричного вибратора (в нашем случае это cos(a), т.к. выбран полуволновый симметричный вибратор). Также в формулу введен множитель, учитывающий что антенна взята не БС, а БС2, где D1 – расстояние между собирательными линиями двух параллельно соединенных антенн.

Круговая ДН

ДН в прямоугольных координатах

10. Расчет ДН в плоскости Е

Диаграмма направленности в плоскости определяется множителем системы вибраторов (множителем решетки) и множителем, учитывающим влияние земли.

Круговая ДН

ДН в прямоугольных координатах

11. Выбор фидера приёмной антенны и элементов согласования.

По диаграммам направленности можем определить КНД:

Для сопротивления связи возьмем стандартный резистор 200 Ом.

Фидер выбираем четырехпроводный перекрестный. Толщина жилы 1.5 мм.

Погонное сопротивление потерь фидера

Где d берем в миллиметрах, а λ_opt в метрах.

Коэффициент затухания определяется по формуле где Wф=208 Ом.

КПД фидера определяется по формуле

Где Lф=400м.

Входное сопротивление полуволнового вибратора будет чисто активным и равным 73,1 Ом

Тогда эквивалентная схема сопротивления рассчитываемой нами АБВ будет представлять собой 40 активных сопротивлении по 73.1 Ом, т.е. 10 пар параллельных сопротивлении, обьединёных последовательно, тогда: