Реферати українською » Радиоэлектроника » Діаграма спрямованості антени


Реферат Діаграма спрямованості антени

ДАНІ ІЗ ТЕОРИИ

Розподіл електромагнітного поля була в дальньої зоні, створюване будь-який антеною, повністю визначається векторної функцією , залежної тільки від сферичних кутових координат (,) точки спостереження

                          ,                            (1)

що й - орти сферичної системи координат.

Дальня зона визначається зазвичай умовами:

для остронаправленных антен ; (2)

для слабонаправленных антен

при , (3)

при , (4)

де L - найбільший розмір антени.

Під просторової діаграмою спрямованості (ДН) антени полем розуміють графічне зображення зміни модуля функції і залежно від кутових координат і (мал.1).

Насправді зазвичай итерессуются не просторової ДН, та її сечениями в площинах і (мал.2)

                                   ,                                                        (5)

                                  .                                                         (6)

Найчастіше ДН змальовується в полярною і прямокутної системі координат (мал.2, чи б відповідно).

Діаграма спрямованості, що має максимальне значення дорівнює одиниці, називається унормованого ДН (рис.3) і позначається як F(,):

                             .                                                       (7)

Надісланий дію антени часто оцінюється шириною ДН чи кутом раскрыва головного лепестка діаграми спрямованості. Під шириною ДН по половинної потужності розуміють кут між напрямами, вздовж яких напруженість поля зменшується в раз, проти напруженістю поля була в напрямі максимуму випромінювання (див. рис.3), а потік потужності зменшується вдвічі. Під шириною ДН по нулях мається на увазі кут між напрямами, вздовж яких напруженість поля дорівнює 0.

Спрямовані властивості різних антен зручно оцінювати коефіцієнтом спрямованого дії (КНД)

                        при (8)

у точці прийому. Найпоширеніші три методу виміру КНД антени: графоаналитический, метод дзеркального зображення метод порівняння. У цьому роботі використовується графоаналитический метод.

Для антен, мають остронаправленные характеристики, мало відмінні друг від друга у двох взаємно перпендикулярних площинах, вираз до розрахунку КНД можна наближено записати так:

                       ,                                       (9)

де F(,) - нормована ДН антени.

За значенням F(,) однією з графічних методів знаходять інтеграл, котрий у знаменнику. Потім визначають КНД антени.

Що стосується, якщо характеристика спрямованості має вузький головний (< 25) і маленькі бічні пелюстки, така характеристика з достатньої точністю то, можливо аппроксимирована эллипсом. І тут КНД антени може бути виражений зручною до розрахунку формулою:

                                       ,                                               (10)

що й - ширина головного лепестка ДН по половинної потужності площинах Є. і М відповідно.

Діяльність досліджуються директорная і рупорна антена сантиметрового діапазону.

Директорная антена 

Директорная антена (рис.4) є лінійну систему однаково орієнтованих приблизно полуволновых вибраторов, перпендикулярних лінії їхнього розташування, і належить до систем з осьовим випромінюванням. Директорная антена складається з рефлектора Р, активного електричного вібратора Проте й цілого ряду директорных вибраторов Д. Харчування від генератора отримує лише одне вібратор, що називається тому активним. Порушення інших, про пасивних вибраторов, здійснюється біжучому вздовж системи хвилею, джерелом якої є активний вібратор.

sitednl.narod.ru/1.zip - база стільникових по Петербургу

Довжина активного вібратора становить близько 0,450,47. Щоб якось забезпечити відставання фази струму в вибраторах (директорів), направляють випромінювання у бік, їх вкорочують на 510 % проти резонансної довжиною. Випередження фази струму в рефлекторе, “що відбиває” випромінювання убік активного вібратора, досягається подовженням рефлектора на 35 % щодо резонансної довжини.

Відстань між вибраторами зазвичай трохи менше чверті довжини хвилі і найчастіше вибирається порядку 0,2.

Многовибраторная директорная антена узкополосна (510 % від робочої частоти). Для оцінки спрямованості дії налаштованої антени користуються формулами:

                                                                                                         (11)

і

                                                          град, (12)

де L - довжина антени, а коефіцієнти Проте й У, як функції L / , представлені на див. мал.5.

Загальний вигляд і основні розміри досліджуваної антени дано на рис.4 й у табл.1. Крім активного петлевого вібратора до її складу входить три елемента рефлектора і п'ять директорів. Одне з елементів рефлектора прикріплено до несучою стрілі безпосередньо, а через два крайніх - у вигляді допоміжних стійкий. Елементи рефлектора перебуває лежить на поверхні параболического циліндра, вздовж фокальної лінії якого розташований петлевой вібратор, має складну форму у тому, щоб забезпечити хороше узгодження в усій смузі пропускаемых частот.

Усі вібратори директорной антени виготовлені з смужок металу. Симметрирующее согласующее пристрій виконано як U-колена довжиною / 2. Антена налаштована частоту 1165 МГц ( див).

Пирамидальная рупорна антена

Рупорная антена (див. мал.6) складається з рупора - відрізка хвилеводу плавно розширюваного перерізу з відкритою випромінювала кінцем - раскрывом та внутрішнього облаштування для харчування рупора - хвилеводу з збуджуючим пристроєм.

Рупор є трансформатором хвилі, що розпросторюється в волноводе, в хвилю іншого типу. Найчастіше він перетворює ділянку “пласкою” хвилі малих розмірів в поперечному сечении хвилеводу до відділення приблизно пласкою хвилі великим в раскрыве рупора. Це спричиняє звуження діаграми спрямованості і збільшення КНД. З іншого боку, завдяки плавного зміни хвильового опору вздовж рупора, забезпечується узгодження хвилеводу з вільним простором. Фронт хвилі в пирамидальном рупорі вважатимуться сферичним, а фазову помилку в раскрыве визначити за такою формулою:

                                             .                                        (13)

У цьому

                                                        ;                                          (14)

                                                        .                                         (15)

Дуже точно КНД пірамідального рупора в децибелах стосовно КНД абсолютно ненаправленной антени то, можливо визначено з допомогою висловлювання:

                                дБ, (16)

де розміру й визначаються з див. мал.6, чи - з див. мал.7. довжина хвилі, де знімаються ДН рупора, =3,2 див.

Методика зняття характеристики спрямованості антени

Исследуемая антена дбає про прийом. Вона має можливість обертатися навколо осі, перпендикулярній до площині, у якій знімається характеристика спрямованості. До виходу антени підключений кристалічний детектор з підсилювачем У3-29 і ВК7-27. Бо за слабких сигнали детектор має квадратичную вольтамперную характеристику, показання індикатора ВК7-27 відповідають квадрату напруженості поля, наводимого в досліджуваної антени. Як джерела електромагнітних хвиль використовується антена, працююча передати. Передающая антена у разі нерухома й віддалена від досліджуваної антени на відстань ( визначається за однією з формул: (2), (3) чи (4) ).

Для зняття характеристики спрямованості досліджувану антену повертають певний куток і фіксують показання пов'язаної з нею приладу. Операцію повторюють до того часу, поки досліджувана антена нічого очікувати повернена на 360. За отриманими даним будують ДН досліджуваної антени.

Експериментальне зняття характеристики спрямованості директорной і рупорной антен здійснюється з допомогою установки, структурна схема якої приведено на див. мал.8. При дослідженні директорной антени як генератора 1 застосовується Г3-21, а рупорной - 51И. На вхід вимірювального підсилювача 5 у своїй подаються по черзі сигнали те з детектора директорной антени, те з детектора рупорной антени.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РОБОТИ

Директорная антена

Удолюгодезвіе узтазвпровдоі:

1) підключити детектор директорной антени до входу підсилювача У3-29, у своїй поставити максимальну чутливість підсилювача;

2) включити підсилювач У3-29 до мережі тумблером “Мережа”, включити цифровий вольтметр ВК7-27 до мережі і час виявляють межу виміру 100 mВ;

3) направити досліджувану директорную антену на передавальну антену;

4) включити генератор Г3-21 тумблером “Мережа”; через 1-2 хвилини включить”Высокое”; перемикач роду роботи експортувати становище “Манипул.”;

5) встановити шкалою частот Г3-21 частоту 1165МГц і обертанням ручок “Уст. рівня ВЧ” і “Підстроювання” домогтися максимальних показань індикатора.

Виводити поступово вихідний аттенюатор Г3-21 до того часу, поки стрілка індикатора ВК7-27 не відхилитися наполовину шкали за його максимальної чутливості.

Установка готова зняттю ДН.

Іізмерезвія і разгодети:

1) зняти ДН директорной антени у площині Є; виміру провадити у межах 0-360 через 5 (необхідно врахувати, що показання індикатора ВК7-27 відповідають квадрату напруженості поля, тобто. потужності, прийнятої антеною);

2) повернути приймальну й передавальну антени щодо осі на 90 й зняти ДН досліджуваної антени у площині М через 6;

3) пронормировать і викреслити ДН директорной антени в полярною системі координат; визначити ширину ДН (;) по половинної потужності площинах Є. і М;

4) розрахувати значення D і з формулам (11) і (12), підставивши у яких величини А, У і L (див. рис.4 і п'яти);

5) порівняти значення D й оприлюднювати отримані експериментально і цього розрахунків з формулам (11) і (12).

Пирамидальная рупорна антена

Удолюгодезвіе узтазвпровдоі:

1) залучити до підсилювачу У3-29 детектор рупорной антени;

2) вимикач “Мережа” генератора Г4-32А експортувати становище ” “

3) після 15-минутного прогріву налаштувати СВЧ-генератор на випромінювання максимальної потужності на частоті 8830 МГц; з допомогою вихідного аттенюатора СВЧ-генератора встановити ослаблення 1-3 дБ.

 Установка готова зняттю ДН.

Іізмерезвія і разгодети:

Зробити пп.1-3, як директорной антени, але знімати показання через 3.

1) Підставити отримані значення кутів () і () в формулу (10). Прийняти чисельник рівним 34000 і побачити значення D.

2) Рассчитать значення D за такою формулою (16), підставивши значення , , , (див. рис. 6 і аналогічних сім).

3) Порівняти значення D, отримані експериментально (п.1), і цього розрахунків з формулі (16).

Література

1. Казарін О.Н., Кравченка І.Т. “Керівництво до лабораторним роботам за курсом “Излучающие устрою” - Мінськ, вид. БДУ їм. В.І. Леніна, 1968.

2. Фрадин А.В., Рижков Є.В. “Вимірювання параметрів антенно-фидерных пристроїв” - М., “Зв'язок”, 1972.

 

Схожі реферати:

  • Реферат на тему: Диод
    - вакуумний чи напівпровідниковий прилад, що пропускає електричний струм лише одну напряму, і має
  • Реферат на тему: Диоды
    Полупроводники стали справжньої золотою жилою техніки, коли їх навчилися робити структури, схожі на
  • Реферат на тему: Дифференциальный каскад
    План: Запровадження Дифференциальный каскад: Парні підсилювачі і квазиидеальный диференціальний
  • Реферат на тему: Завдання обробки решіток
    Зміст Запровадження 1.1 Завдання обробки грати 1.2 Продолжаемость 1.2.1 Спектральные основи
  • Реферат на тему: Затухание ЭМВ для розповсюдження у середовищі з кінцевої провідністю
    МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Харківський національний університет ім. В.М. Каразіна

Навігація