Общие сведения о многовибраторных антенных решетках. Определение размеров конструктивных элементов антенны и коэффициента направленного действия. Выбор симметрирующего согласующего устройства и фидера. Расчет радиотрасс, электромагнитная совместимость.
Аннотация к работе
Синфазные антенные решетки (САР) предназначены для приема телевизионных передач на больших расстояниях от телевизионных центров и ретрансляторов в зоне слабого неустойчивого сигнала и представляют собой сложную направленную антенную систему, собранную из отдельных слабонаправленных антенн, разнесенных в пространстве и расположенных так, что фазы наведенных в них сигналов оказываются одинаковыми. Схема соединения антенн в решетке должна быть составлена так, чтобы не нарушалась синфазность сигналов, поступающих от каждой из антенн в нагрузку (обычно малошумящий мачтовый канальный усилитель), т.к. только при одинаковых фазах эти сигналы будут складываться.Разработка таких антенн в Советском Союзе велась в Нижегородской радиолаборатории, созданной по указанию В. И. Полотно включает nэ рядов (этажей) вибраторов. Расстояние между этажами составляет половину длины волны. При распределении энергии от одного этажа к следующему волна, пройдя в вертикальном распределительном фидере путь l=0,5 , отстает по фазе на угол kl= . В этой антенне обеспечивается синфазность возбуждения всех вибраторов на любой длине волны благодаря тому, что расстояние от точек присоединения главного фидера до любого вибратора совершенно одинаково.Рассчитать синфазную вибраторную антенную решетку с 32 элементами. Влияние земли на параметры не учитывать. Требует определить размеры конструктивных элементов антенны, коэффициент направленного действия антенны на средней частоте. Определить коэффициент усиления антенны, волновое сопротивление, рассчитать диаграммы направленности в V и Нплоскостях.Обозначается антенна СГ , что означает: синфазная горизонтальная антенна, имеющая п этажей, в каждом из которых находится р полуволновых вибраторов. вибраторы по возможности должны занимать в пространстве горизонтальное положение (не провисать), а их взаимное расположение должно строго фиксироваться (расстояние между этажами b= и между центрами вибраторов по горизонтали ). Фидер от генератора в точках 5-6 разветвляется на две линии, каждая из которых в точках 1-2, 3-4 подключается к двухпроводным линиям 9, непосредственно подводящим питание к вибраторам. Так как каждый вибратор имеет электрическую длину в полволны, то в точках подключения линии к вибраторам находятся пучность напряжения и узел тока, а следовательно, в данном случае входное сопротивление вибратора велико и больше волнового сопротивления линии. Вибраторы каждого этажа механически соединяются между собой изоляторами 10, 11, причем изоляторы 10 имеют специальную (крестообразную) форму, позволяющую фиксировать взаимное расположение проводов линии 9 и получить перекрещивание в схеме питания для синфазного возбуждения вибраторов.Исходя из технического задания, можно сделать определенный выбор относительно конструкции антенны. Определим длину плеча излучателя. Так как в качестве излучателя будет использоваться волновой вибратор, то длина излучателя должна равняться длине излучаемой волны. Все эти характеристики можно учесть, используя коэффициент укорочения (V), который находится из графика зависимости коэффициента от отношения (рис.Коэффициент направленного действия (КНД) показывает, во сколько раз можно уменьшить мощность излучения, отнесенную к единице телесного угла в дальней зоне, в направленной антенне по сравнению с мощностью излучения, отнесенной к единице телесного угла, изотропного (точечного) излучателя, чтобы на одинаковых расстояниях получить одинаковую напряженность поля (рисунок 7): при , где и - суммарная мощность излучения и мощность излучения, отнесенная к единичному телесному углу, для направленной антенны; и - аналогичные мощности для изотропного излучателя. Как видно из рисунка 7, КНД в данном направлении характеризует выигрыш в мощности излучения за счет направленных свойств антенны. Действующая высота (ДВ) - это длина такого воображаемого излучателя с постоянным распределением тока, равным току на клеммах данной антенны, который в дальней зоне в экваториальной плоскости на одинаковом расстоянии создает такую же напряженность поля, что и данная антенна в максимуме излучения. Откуда коэффициент направленного действия симметричного электрического вибратора (КНД СЭВ): Волновое сопротивление СЭВ: Входное сопротивление СЭВ: Выражение общего сопротивления излучения для решетки 4х4 будет выглядеть так: где - сопротивления излучения решетки4 х 4 (без учета рефлектора); - сопротивления излучения вибраторов первого ряда с учетом наводимых другими вибраторами решетки сопротивлений излучения; - сопротивления излучения вибраторов второго ряда с учетом наводимых другими вибраторами решетки сопротивлений излучения; - сопротивления излучения вибраторов третьего ряда с учетом наводимых другими вибраторами решетки сопротивлений излучения; - сопротивления излучения вибраторов четвертого ряда с учетом наводимых другими вибраторами решетки сопротивлений излучения.Диаграммы направленности (ДН) различают «по мощности» и «по напряженности поля». Нормированной ДН «по мощности» называется зависимость
План
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Антенны
1.1 Общие сведения о многовибраторных антенных решетках
2. Техническое задание
2.1 Описание конструкции
3. Расчет параметров антенны
3.1 Определение размеров конструктивных элементов антенны
3.2 Определение коэффициента направленного действия антенны на средней частоте. Волновое сопротивление
3.3 Расчет диаграммы направленности в V и H плоскостях.
4. Выбор симметрирующего согласующего устройства и фидера