Расчет параметров уголковой антенны - Курсовая работа

Уголковая антенна используется в телевидении и системах корпоративной, ведомственной и радиотелефонной связи общего пользования. При этом базовые станции строятся в основном в режиме кругового облучения.В диапазоне дециметровых и метровых волн на практике сравнительно часто используют уголковые антенны, состоящие из двух плоских пластин (рефлектора) и линейного облучателя, расположенного между ними. При надлежащем выборе угла между пластинами ? и расстояния S от оси вибратора вершины угла возможно обеспечить благоприятное сложение поля волны, отраженной от рефлектора, с полем волны, создаваемой непосредственно вибратором. При этом, если облучатель расположен симметрично относительно пластин антенны, максимальное излучение получается в направлении биссектрисы угла ?. Поле излучения бесконечно протяженного линейного источника, расположенного на линии, составляющей угол с биссектрисой угла ? (рис. В случае для определения направленных свойств антенны в плоскости Е может быть использован метод зеркальных изображений: где ? - угол между радиусом-вектором, проведенным из начала координат в точку наблюдения, и ребром рефлектора, а - диаграмма направленности облучателя в свободном пространстве.Петлевой вибратор образуется при параллельном включении двух полуволновых элементов, разделенных малым промежутком D. При длине проводников, образующих петлевой вибратор, равной ?/2, проводники 1 и 2 возбуждаются синфазно, а на их концах имеют место узлы тока. При равных мощностях излучения Ps ток I в точке подключения фидера в петлевом вибраторе оказывается вдвое меньше тока разрезного вибратора. После перестановок получим для разрезного вибратора: и для петлевого вибратора: Поскольку в обоих случаях излучаемые мощности Ps одинаковы, справедливы равенства: Таким образом, входное сопротивление петлевого вибратора в четыре раза больше, чем у разрезного. Когда диаметр цельного полуволнового элемента d2 больше диаметра разрезного диполя d1, входное сопротивление петлевого вибратора превышает нормальную величину характерную для конструкции с равными диаметрами элементов.Если несколько полуволновых излучателей разместить в виде столбца и возбуждать все его звенья синфазно, то направление главного луча останется таким же, как и в случае одиночного излучателя, однако ширина диаграммы направленности по ходу главного луча уменьшится благодаря увеличению поперечных размеров совокупного излучателя и более интенсивному излучению. Чтобы несколько повысить усиление, промежуток между вибраторами устанавливают равным ?/2. Так как осуществляется проектирование антенных решеток с вертикальной поляризацией, то: 1) Диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости определяется числом р вибраторов в одном ряду (этаже). 2) Диаграмма направленности в вертикальной плоскости учитывает диаграмму направленности отдельно взятого петлевого вибратора и определяется числом этажей q: Эта формула следует из теоремы умножения диаграмм направленности. Результаты вычисления диаграмм направленности показывают, что чем больше вибраторов в столбце, тем сильнее сжимается излучение в вертикальной плоскости.Выбираем угол раскрыва ? = 90?.Тогда отношение S/? следует выбирать в пределах: 0.25 - 0.75.ДН в H-плоскости одного вибратора (диаграмма направленности в этой плоскости слабо зависит от длины облучателя и от размера h. Поэтому при анализе излучения в плоскости Н можно вместо реального вибратора рассматривать бесконечно протяженную нить, обтекаемую электрическим током, амплитуда и фаза которого одинаковы во всех точках нити), таким образом с учетом уголкового рефлектора с углом раскрыва ? = 90? ДН представляет собой: где Fp(?) - множитель направленности рефлектора ДН в Е-плоскости одного вибратора с учетом уголкового рефлектора: ДН в декартовой системе координат: ДН в полярной системе координат: Приближенное значение реактивной составляющей входного сопротивления симметричного вибратора длиной 2l может быть определено как входное сопротивление отрезка эквивалентной линии длиной l: где ? - волновое сопротивление вибратораАнтенной решеткой называется антенна, представляющая собой совокупность отдельных антенн, расположенных в определенном порядке и возбуждаемых одним или несколькими когерентными источниками. Когерентными называются источники колебаний, разность фаз которых не изменяется в течение достаточно длительного периода. Отдельные антенны, из которых состоят решетки, обычно называются излучающими элементами, независимо от того, работают ли они в режиме передачи или приема. Увеличение промежутка d до 0.65? ведет к росту усиления, сужению угла раскрыва. Выбираем h: Т.к. антенна содержит 8 облучателей размерами ?/2, размер h следует выбирать таким образом, чтобы крайние точки проекции облучателя на рефлектор находились на расстоянии, не меньшем 0.1?0.15 ? от края рефлектора. h =8*?/2 2*0.1*? = 0.697ма) В горизонтальной плоскости ширина ДН 72? б) В вертикальной плоскости ширина ДН на уровне 0,5 мощности определим по уровню 0,707 амплитуды: 2*0,1102 = 0,2

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть и методика расчета

1.1 Уголковая антенна

1.2 Петлевой вибратор

1.3 Коллинеарная антенная решетка

2. Выбор размеров уголковой антенны

3. Расчет параметров элемента решетки с учетом уголкового рефлектор

4. Расчет параметров коллинеарной антенной решетки

5. Расчет ширины диаграммы направленности на уровне 0.5 по мощности

6. Расчет КНД

7. Схема распределения мощности

Заключение

Список литературы

Эскиз конструкции антенны

Уголковая антенна используется в телевидении и системах корпоративной, ведомственной и радиотелефонной связи общего пользования. Такие системы, как правило, являются системами транкингового типа. При этом базовые станции строятся в основном в режиме кругового облучения. Техническими характеристиками уголковой антенны являются: - обеспечение заданной диаграммы направленности в Н-плоскости (от 60? до 180?) и узкой ДН в Е-плоскости (порядка 20? и менее) при коэффициенте усиления 6-14 ДБ;

- низкий уровень боковых лепестков излучения;

- ослабленное влияние близкорасположенных предметов на характеристики антенны;

- устройство можно использовать в качестве основы для построения сложных антенных систем с различными диаграммами направленности.

1.