Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Рисунок 4- Кривая реактивной составляющей взаимного сопротивления двух полуволновых вибраторов
Рисунок 3- Кривая активной составляющей взаимного сопротивления двух полуволновых вибраторов
Исходные данные для курсового проекта находятся в таблице 1.
Таблица 1.
|
Параметр |
Средняя длина волны (λ), см. |
Максимальное отклонение(±Δλ/λ), % |
Ширина диаграммы направленности E, град. |
|
Значение |
24 |
3 |
58 |
2.1. Выбираем конструкцию, состоящую из активного вибратора рефлектора и директоров.
2.1.1. Определяем длину антенны по графику на рисунке 2.
Рисунок 2- Кривые угла раствора главного лепестка ДН в зависимости от относительной длины антенны
Для заданного угла раствора длина антенны составляет приблизительно 0,9λ что составляет 21,6 см. число директоров, исходя из длины антенны, выбирается равным 3.
директором.
(2.1.2)
Расстояния между директорами одинаковы и равны расстоянию между первым директором и активным вибратором.
2.1.3. Радиус поперечного сечения провода, из которого изготавливается антенна, выбираем равным
2.2 Рассчитываем собственные сопротивления активного вибратора и директоров.
2.2.1. Собственное сопротивление активного вибратора
(2.2.1)
где
2.2.2. Собственное сопротивление директора
, (2.2.2)
2.3.1. Взаимные сопротивления активного вибратора с остальными вибраторами
Взаимные сопротивления первого директора с остальными вибраторами
2.3.2. Взаимные сопротивления второго директора с остальными вибраторами
2.3.4. Взаимные сопротивления третьего директора с остальными вибраторами
2.3.5. Рассчитываем токи в вибраторах. Составляем и решаем систему уравнений на основании законов Кирхгофа.
(2.4.1)
Решив систему уравнений с помощью программы «MathCad», приняв для удобства значение ЭДС в активном вибраторе за 1В, получаем токи вибраторов
2.5. Определяем отношение амплитуды поля, излучаемого вперед, к амплитуде поля, излучаемого назад.
(2.5.1)
2.6. Изменяем длину плеч директоров, повторяем расчеты согласно пунктам 2.1.5.- 2.5. полученные результаты вычислений сводим в таблицу 2
Таблица 2.
|
Собственное реактивное сопротивление директора, Ом. |
|
|
-110 |
2,409 |
|
-95 |
2,312 |
|
-80 |
2,229 |
На основе полученных данных выбираем собственное реактивное сопротивление директора -110 Ом.
2.7. Выбираем расстояние между активным вибратором и рефлектором
(2.7.1)
2.8. Рассчитывается собственное сопротивление рефлектора и взаимные сопротивление рефлектора с остальными вибраторами по графикам на рисунках 3 и 4.
2.8.1. Собственное сопротивление рефлектора
, (2.8.1)
2.8.1.Взаимные сопротивления рефлектора с остальными вибраторами
2.9. Определяем токи в рефлекторе и остальных вибраторах путем решения системы уравнений составленных по закону Кирхгофа.
(2.9.1)
Решив систему уравнений, получаем токи вибраторов
2.10. Определяем отношение амплитуды поля, излучаемого вперед, к амплитуде поля, излучаемого назад.
(2.10.1)
2.11. Изменяем длину плеч директоров, повторяем расчеты согласно пунктам 7.2.-10. полученные результаты вычислений сводятся в таблицу 3
Таблица 3.
|
Собственное реактивное сопротивление рефлектора, Ом. |
|
|
87 |
3,612 |
|
80 |
3,653 |
|
71 |
3,695 |
На основе полученных данных выбирается Собственное реактивное сопротивление рефлектора 87 Ом.
2.12. Рассчитывается диаграмма направленности
2.12.1 Диаграмма направленности в плоскости параллельной земле определяется выражением (12.1), где значения токов берутся из предыдущего расчета.
(2.12.1.1)
(2.12.1.2)
Рисунок 5- Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости.
2.12.2. Определяем диаграмму направленности в плоскости перпендикулярной земле.
Множитель земли определяется выражением
(2.12.2.1)
где выбираем высоту антенны над землей
множитель антенны ненормирован и одинаков как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости
(2.12.2.2)
Рисунок 6- Диаграмма направленности в вертикальной плоскости.
2.13.Определяем коэффициент направленного действия антенны
(2.13.1)
K1 - коэффициент, зависящий от длины антенны, лежащий в пределах 4 – 10 и определяемый по графику на рисунке 7.
Рисунок 7- Вспомогательный график для расчета коэффициента направленного действия антенны.
2.14.Рассчитываем входное сопротивление антенны
(2.14.1)
2.15.Находим длину плеча активного вибратора
(2.15.1)
2.16.Определяем длину плеч директоров
(2.16.1)
2.17.Определяем длину плеч рефлектора
(2.17.1)
2.18.Выбираем питание активного вибратора. Будет использоваться параллельный вариант изображенный на рисунке 8.
Рисунок 8- Вариант последовательного питания активного вибратора.
В качестве фидера используется двухпроводная воздушная симметричная линия с диаметром провода 0,5 мм. и расстоянием между ними 0,5 см.
(2.18.1)
В данной схеме не требуется специальных согласующих устройств, т.к. подключение фидера производится к точкам вибратора с входным сопротивлением, соответствующим выполнению условия согласования.
Расчет положения точки подключения l1 производится по формуле
(2.18.2)
(2.18.3)
Длина согласующего участка l2 конструкционных соображений выбирается равной
Все рассчитанные размеры антенны сводятся в таблицу 3. все размеры даны в миллиметрах
Таблица 3.
|
длина антенны |
Длина активного вибратора |
Длина директора |
Длина рефлектора |
Расстояние между активным вибратором и директором |
Расстояние между активным вибратором и рефлектором |
Диаметр провода антенны |
Длина согласующего участка l1 |
Длина согласующего участка l2 |
Диаметр провода двухпроводной линии |
Расстояние между проводами двухпроводной линии |
|
216 |
110 |
96 |
126 |
48 |
72 |
3 |
11 |
11 |
0,5 |
5 |
Конструкция антенны представляет собой систему полуволновых вибраторов, изготовленных из алюминия, которые припаяны на осевой стержень-основание.
Антенна крепится к мачте при помощи установочной муфты, которая соединена с осевым стержнем уголком. Все перечисленные соединения выполняются пайкой, а материалом деталей является алюминий.
Питание активного вибратора осуществляется по двухпроводной линии и для выдержки расстояний необходимых для согласования фидера с антенной осуществляется жесткое крепление провода при помощи крепежной планки. Она на клею крепится с внешней стороны уголка. Крепежная планка изготавливается из полистирола.
1. «Антенны и устройства СВЧ. Расчет и проектирование антенных решеток и их излучающих элементов». Под редакцией Д.И. Воскресенского. Издательство «Советское радио». Москва 1972.
2. «Антенны УКВ» Под редакцией Г.З. Айзенберга. Издательство «Связь».
Москва 1977.
3. «Антенно-фидерные устройства». А.Л. Драбкин и В.Л. Зузенко. Ленинград 1961.
4. «Расчет производственных допусков устройств СВЧ» Е.А. Воробьев.
Ленинград «Судостроение». 1980.