Антенно-фидерные устройства

Нагрузочная линия в конце антенны спускается вниз к земле, подвешиваясь на невысоких опорах, размещаемых по большей диагонали ромба. Нагрузка (поглощающая линия) изготавливается из фехралевого проводника с диаметром 2 мм и волновым сопротивлением в 350 Ом. Длина нагрузки и погонное сопротивление установлены для максимальной длины волны диапазона.d = 2 мм- диаметр провода нагрузкиD = 680 мм- расстояние между проводникамиμ = 80- магнитная проницаемость материала нагрузкиρ = 1,2·Ом·м – удельное сопротивление материала нагрузкиРассчитаем волновое сопротивление двухпроводной фехралевой линии:Определим погонное сопротивление по формуле:где = 18 · 2,5 = 45 м – максимальная длина волны, согласно заданию.Найдем длину двухпроводной нагрузки:Расчет КПД ромбической антенныВолновое сопротивление ромбической антенны определяется соотношением:120lnОпределим волновое число на основе длины волны:Определим волновое число для максимальной длины волны:Рассчитаем эквивалентный радиус для участка острого угла ромба:Сопротивление излучения ромбической антенны для основной расчетной длины волны определяется соотношением:Сопротивление излучения ромбической антенны для максимально заданной расчетной длины волны определяется соотношением:Вычислим КПД антенны для основной расчетной длины волны:Вычислим КПД антенны для максимальной расчетной длины волны:Определим мощность, выделяемую нагрузкой для основной длины волны:Соответственно мощность, выделяемая нагрузкой на основной длине волны:2.4. Расчет коэффициента усиления ромбической антенныСогласно методическим указаниям применяем формулу для расчета коэффициента усиления ромбической антенны:2.5. Расчет коэффициента направленного действия антенныКоэффициент направленного действия ромбической антенны для:оптимальной (основной) длины волны:заданной максимальной длины волны:2.6. Расчет диаграммы направленностиДиаграммы направленности ромбической антенны в горизонтальной плоскости (плоскости ромба) определяется выражениями:В вертикальной плоскости:где – длина стороны ромба; – тупой угол ромба; – высота подвеса антенны.График нормированной диаграммы направленности ромбической антенны в полярной системе координат будет иметь вид, показанный на рисунках 5а) и 5б), построенных с применением программных пакетов.а)б)Рис.5. ДН ромбической антенны в горизонтальной плоскостиГрафик диаграммы направленности ромбической антенны в вертикальной плоскости будет иметь вид, показанный на рисунках6а) и 6б).а)б)Рис.6. ДН ромбической антенны в вертикальной плоскости2.7. Двойная ромбическая антеннаПостроив синфазную антенну из ромбов, этажно расположенных один над другим, то возможно увеличение коэффициента усиления почти вдвое. Однако для монтажа таких антенн необходимы опоры большей высоты, в связи с этимбольшее применение нашли двойные ромбические антенны Айзенберга.Двойная ромбическая антенна Айзенберга конструктивно выполнена из двух ромбов, которые соединены синфазно и подвешены приблизительно на одной высоте, но смещены один относительно другого в направлении малой диагонали на расстояние 0,85λ.Подобное расположение обеих антенн позволяет взаимно компенсировать боковые лепестки диаграммы направленности, из-заэтогосущественноснижается восприимчивость данной антенны антенн к внешним помехам.На рисунке 7 показана конструкция двойной ромбической антенны.Рис.7.Конструкция двойной ромбической антенныИспользование двойной ромбической антенны дает возможность уменьшить боковое излучение. Разнос между большими диагоналями ромба в горизонтальной плоскости определяется как:Для двойной ромбической антенны диаграмма направленности в горизонтальной плоскости рассчитывается как:=f(Диаграммы двойной и одинарной ромбических антенн в вертикальной плоскости совпадают, т.е. = f(.Следует отметить, что входное сопротивление двойных ромбических антенн вдвое меньше одинарных, поэтому они не нуждаются в фидерном трансформаторе, согласующем антенну с 300-омным кабелем. В этом случае симметричный кабель просто подключают прямо к средней точке соединительного фидера.ЗаключениеПриведенные в работе диаграммы направленности, а также другие расчеты показывают, что характерным для ромбических антенн является наличие в их диаграммах значительных боковых лепестков. В этом отношении они уступают настроенным остронаправленным антеннам, например синфазныммноговибраторным.Однако,вместе с этим с этим ромбические антенны обладают большими достоинствами, к которым относятся: значительная ширина рабочего диапазона; простота конструкции и эксплуатации;легкость согласования с двухпроводным фидером и, как следствие, легкость настройки выходной ступени передатчика.По описанным выше причинам ромбические антенны широко применяются в коротковолновых стационарных радиоцентрах, как для приема, так и для передачи радиосигнала.В настоящем курсовом проекте произведены проектирование и расчет ромбической антенны и получены следующие параметры:20 м- высота подвеса антенны над уровнем земли;61 м- длина стороны ромба;870 Ом- волновое сопротивление;58%- КПД антенны;23,6- коэффициент усиления ромбической антенны;5 мм- диаметр проводников антенны;2 мм- диаметр проводов нагрузки (поглощающей линии);109,4 м- длина поглощающей линии.Список литературыАйзенберг Г.З. Коротковолновые антенны/Айзенберг Г.З., Белоусов С.П., Журбенко Э.М., Клигер Г.А., Курашов А.Г. /Под ред. Г.З. Айзенберга. – М.: Радио и связь, 1985. – 530 с.Драбкин А.Л., Зузенко В.Л., Кислов А.Г. Антенно-фидерные устройства: Учебник – М.: Советское Радио, 1974. – 536 с.Кочержевский Г.Н. Антенно-фидерные устройства: Учебник. – М.: Радио и связь, 1981. – 471 с.