Конструкция антенны и ее электрическая схема. Расчет входных сопротивлений, геометрических параметров диапазонного вибратора и антенны. Определение электрической прочности главного фидера и рабочего диапазона устройства. Диаграммы направленности.
Аннотация к работе
Федеральное государственное образовательное учреждение Петербургский государственный университет путей сообщенияМощность передатчика Р = 30 КВТ и вид модуляции - амплитудная (глубину амплитудной модуляции будем считать близкой к 100 %).Конструкция антенны СГД 4/8 РА показана на рис. 1, схема антенны СГД 4/8 РА с обозначением размеров приведена на рис. Основными элементами антенны являются диапазонные вибраторы, система фидеров, питающих вибраторы, апериодический рефлектор, представляющий собой сетку из горизонтальных проводов. Вибраторы выполняются по схеме Надененко (рис. Число секций антенны очевидно совпадает с числом симметричных вибраторов в этаже n.Определение зависимости входного сопротивления вибратора от частоты необходимо, во-первых, для правильного выбора самого вибратора, во-вторых, для расчета входного сопротивления всей антенны, которое, являясь нагрузкой главного фидера, определяет режим работы передатчика и диапазонные свойства антенны. антенна вибратор фидер сопротивление В инженерных расчетах антенн СГД-РА обычно полагают, что поверхность земли и сетка проводов рефлектора в дека метровом диапазоне эквивалентны идеально проводящим плоскостям, что позволяет определить их влияние на параметры антенн методом зеркальных изображений. Татариновым метода наведенных ЭДС, по которому сопротивление излучения каждого вибратора складывается из его собственного сопротивления излучения и сопротивлений, наведенных остальными вибраторами. Среднее входное сопротивление вибратора: в многовибраторной антенне с апериодическим рефлектором можно с достаточной точностью определить с помощью приближенного метода. Согласно этому методу вибратор представляется в виде отрезка длинной линии с волновым сопротивлением длиной: , нагруженной на комплексное сопротивление , равное: (1), где - длина вибратора;Входное сопротивление секции антенны, а затем всей антенны определяется путем последовательного применения соотношения (3) к различным участкам схемы питания. Систему питания целесообразно строить на основе заданной двухпроводной линии, то есть положить: Ом. Конструктивно трансформаторы выполняются в виде отрезков двухпроводной линии длиной с тем же расстоянием между проводниками мм, но из более толстых проводов (трубок). Длины различных участков фидерной системы определяются размерами антенны. Длины , , зависят от величины угла снижения фидера , от высоты подвеса антенны и т.п.Ширина рабочего диапазона антенны определяется минимально допустимым значением КБВ в главном фидере , которое зависит от электрической прочности главного фидера. Исследование структуры поля двухпроводной линии показывает, что максимальная напряженность электрического поля имеет место у поверхности проводов и составляет: , где - амплитуда напряжения между проводами. Если это значение превосходит допустимое, начинается процесс ионизации воздуха, в результате чего у поверхности проводов может произойти пробой воздуха (явление факельного истечения). Напряженность поля, при которой имеет место самопроизвольное образование факела, составляет на низких частотах примерно 30 КВ/см, однако с повышением частоты она снижается. Поскольку в линии всегда имеются трудно учитываемые локальные повышения напряженности поля, связанные с механическими дефектами, попаданием на провода осадков, грязи и т.п., допустимым следует считать амплитудное значениеДиаграмма направленности (ДН) антенны определяется в переднем полупространстве в предположении идеальной проводимости почвы и полного отражения сигнала от рефлектора. Пользуясь теоремой перемножения, диаграмму направленности антенны можно представить в виде произведения диаграммы направленности вибратора на множитель решетки. При этом для диаграммы направленности в горизонтальной плоскости получим соотношения: , где n - число секций; Вследствие синфазности возбуждения секций максимум излучения всегда направлен по нормали к плоскости антенны: . В силу симметрии антенны , то есть ДН в горизонтальной плоскости достаточно рассчитать в пределах (0 <? <900).Значения t и r должны быть выбраны таким образом, чтобы на самой короткой волне рабочего диапазона выполнялось условие .
План
Содержание
1. Исходные данные к проекту
2. Краткое описание конструкции антенны, ее электрическая схема и фидерная система
3. Расчет входного сопротивления и геометрических параметров диапазонного вибратора
4. Расчет входного сопротивления антенны и КБВ в главном фидере
5. Расчет электрической прочности главного фидера и определение рабочего диапазона антенны
На проектирование даны следующие параметры антенны: 1. Строительная длина волны l0 = 24 (м).
2. Число этажей антенны m = 4 и число симметричных вибраторов в этаже n = 4.
3. Расстояние между этажами a = 0,5l0 = 12 м, расстояние между секциями b = l0 = 24м, расстояние между полотном вибратора и рефлектором d = 0,24l0 = 5.76 м..