У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СПИРАЛЬНОЙ АНТЕННЫ

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-03-13

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 6.4.2025

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СПИРАЛЬНОЙ АНТЕННЫ

Цель работы и исходные данные

Цель работы –рассчитать спиральную антенну, используя приведённые ниже в таблице данные

Параметр

Значение параметра

Рабочая частота

МГц

Коэффициент усиления

Режим передающий

-

Уровень боковых лепестков

-15 дБ

Мощность передачи

в импульсном режиме

кВт

при скважности

кВт

 

   

Основные характеристики спиральных антенн

Конструктивно спиральные антенны представляют собой металлическую спираль, питаемую коаксиальной линией. Спиральные антенны принадлежат классу антенн бегущей волны и основным режимом работы антенны является режим осевого излучения. Также спиральная антенна формирует диаграмму направленности вдоль оси спирали

Основные составляющие спиральной антенны:

.Спираль из медной трубки

.Сплошной экран: В качестве экрана можно применить более дешёвый алюминий; расстояние от первого витка берут . В нашем случае - 2 см

3.Согласующее устройство: для согласования надо применить согласующее устройство СВЧ так как входное сопротивление фидера 50 или 75 Ом, а сопротивление спирали 140 Ом; к тому же сопротивление спиральной антенны практически активное и для согласования можно применить конусообразный переход из коаксиальных линий передачи

D 1 d 1 d 2 D 2

 

4.Питающий фидер

5.Диэлектрический каркас: в качестве каркаса часто применяется твёрдый пенопласт. При этом расчетные соотношения останутся неизменными т.к. диэлектрическая проницаемость пенопласта практически равна диэлектрической проницаемости воздуха

Основные моменты расчёта:

Для облегчения последующих расчётов введём обозначения:

Условное обозначение

Расшифровка

Значение

С

скорость света

(см)

F

рабочая частота

(см)

L (С/F )

рабочая длина волны в свободном пространстве

.5 (см)

D

диаметр витка спирали (см)

-

Примечание : если длина витка спирали лежит в пределах от 0.75 до 3l то излучение С.А. максимально вдоль оси спирали. Это основной режим работы С.А

Расчётные соотношения цилиндрической спирали

Условное обозначение

Расшифровка

n

число витков спиральной антенны

a

угол подъёма витка

R

радиус спирали

S

шаг витка спиральной антенны

L

длина витка спирали

 

.Развёртка витка спиральной антенны

 

 

S L

a

2 P R

Основные соотношения следуют из рисунка:

  1.  L =(2 P R)+S
  2.  Sin a =S/L
  3.  l=nS
  4.  2 q 0.5 = ( Ширина диаграммы направленности по половинной мощности в градусах)
  5.  D 0 =15 n

(Коэффициент направленного действия)

(Входное сопротивление (Ом))

Расчёт цилиндрической спиральной антенны

Наиболее характерен режим спиральной антенны устанавливается при следующих условиях:

(См)

= , потому что

К.П.Д в этом случае близок 100 % , так как площадь сечения спиральной антенны достаточно велика:

См

Шаг спирали для получения круговой поляризации

См

Число витков спирали

(при округлении получаем витков)

Радиус спирали:

См

 

    Ширина диаграммы направленности:

Диаметр диска экрана принимается равным (0.9 1.1) . В нашем случае диаметр диска экрана См

Диаметр провода спирали берется порядка (0.03 0.05) В нашем случае - См

Кроме того, в существующих условиях лучше взять медную трубку близкого диаметра т.к. токи высокой частоты текут лишь по поверхности металла

Входное сопротивление требует согласующего устройства к линии 75 ом

Угол подъёма спирали из

 

 

Коаксиальный трансформатор волновых сопротивлений передающего тракта

Если длину конусной части ( ) взять равной (в нашем случае см) этот переход работает как четвертьволновый трансформатор для согласования линии с разным волновым сопротивлением (75 Ом и 140 Ом)

Волновое сопротивление конусной части линии, должно быть:

  1.  -волновое сопротивление конусной части перехода
  2.  -волновое сопротивление подводящего фидера 75 Ом
  3.  -волновое сопротивление спиральной антенны
  4.  

Ом

По известному волновому сопротивлению определяем отношение диаметров элементов коаксиального тракта:

lg ( Ом )

  •  Для коаксиального устройства с воздушным заполнением и Ом отношение :
  •  Для Ом и для Ом:

 

Выбрав, в качестве подводящего мощность фидера РК-9-13 по допустимой предварительной мощности имеем: диаметр центральной жилы 1.35 мм. Отсюда определяем все размеры коаксиального трансформатора:

мм

мм

выберем равным мм., тогда мм

В качестве основания спирали можно применить твердый пенопласт. Он не изменит электрических параметров антенны, т.к. по своим электрическим параметрам пенопласт близок к воздуху. При мощности передатчика 10 кВт и скважности 100 средняя площадь излучения примерно 100 Вт, при КСВ антенны лучше 1.35 отражённая мощность не более 5%, т.е. не более 5 Вт. Можно считать, что эта мощность и тепло рассеивается на спирали

Уровень боковых лепестков

Наряду с шириной луча очень важным параметром является уровень боковых лепестков, который можно определить через К.Н.Д. по формуле

где - это “эффективный уровень боковых лепестков”

или дБ

Для уменьшения уровня боковых лепестков следует увеличить размер рефлектора и сделать его форму более сложной

Эскиз рефлектора для уменьшения уровня боковых лепестков

 

см

20 см

Рефлектор следует делать из листа толщиной не менее 3 мм, т.к. он является несущим для фидера спирали и какого-либо опорно-поворотного устройства

Диаграмма такой антенны достаточно широка ( > ),так что особой точности наведения она не требует. Антенна достаточно проста в изготовлении и надежна в эксплуатации

 

Приложение

Спиральная антенна

 

             

Диаграмма направленности

 

           

 

Список литературы:

1.Антенно-фидерные устройства СВЧ

(под общей редакцией Маркова)

.Антенны

(Д.М.Сазонов)

.Антенны и устройства СВЧ

(В.В.Никольский)




1. Балтком10 Глава II
2. Вопросы теории электрических аппаратов
3. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора медичних наук Киї
4. тема в якій живе національна душа кожного народу його світ його духовність
5. Весьма важными особенностями Северного Возрождения было то что оно происходило в период Реформацииотхо.html
6. тема земельного права как отрасли права
7. Рязанская областная универсальная научная библиотека имени Горького МЕРОПРИЯТИЯ для читателей в я.html
8. Тема- Методика вивчення елементів лексики Бишляга О
9. а была опубликована в 1887 г
10. Анализ рассказа Царь-рыба