- •Камчатский государственный технический университет
- •Дружин г.И. Антенны и устройства свч
- •Оглавление
- •Вычисленные значения:
- •Варианты задания
- •2. Расчет характеристик симметричного электрического вибратора Задание
- •Исходные данные:
- •Решение
- •Результаты расчетов
- •Варианты задания
- •3. Расчет передающей антенны, предназначенной для работы в диапазоне средних волн
- •Характеристики направленности антенны в вертикальной плоскости
- •Вычисленные значения:
- •Варианты задания
- •4. Расчет параметров антенны для коротковолновой трассы
- •Характеристика направленности полуволнового вибратора в горизонтальной Плоскости
- •Характеристика направленности полуволнового вибратора в вертикальной плоскости (угол ∆ меняем через 150)
- •Характеристика направленности полуволнового вибратора в вертикальной плоскости (угол ∆ меняем через 7.50)
- •Вычисленные значения:
- •Варианты задания
- •5. Расчет основных характеристик волновода Задание
- •Исходные данные
- •Решение
- •Критические частоты и длины волн в волноводе
- •Критические частоты и длины волн в волноводе для основной волны и первых пяти волн высших порядков.
- •Зависимость длины волны в воздухе и в волноводе от частоты
- •Зависимость фазовой и групповой скорости в волноводе от частоты
- •Зависимость затухания волны в волноводе от частоты
- •Варианты задания
- •Cписок литературы
Характеристики направленности антенны в вертикальной плоскости
∆, град. |
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
105 |
120 |
F, отн. ед. |
1 |
0,966 |
0,866 |
0,707 |
0,5 |
0,259 |
0 |
-0,259 |
-0,5 |
∆, град. |
135 |
150 |
165 |
180 |
195 |
210 |
225 |
240 |
F, отн. ед. |
-0,707 |
-0,866 |
-0,966 |
-1 |
-0,259 |
-0,5 |
-0,707 |
-0,866 |
∆, град. |
255 |
270 |
285 |
300 |
315 |
330 |
345 |
360 |
F, отн. ед. |
-0,966 |
-1 |
-0,966 |
-0,866 |
-0,707 |
-0,5 |
-0,259 |
0 |
Рис. 3.2. Диаграммы направленности антенны в горизонтальной (а) и вертикальной (б) плоскости
Вычисленные значения:
емкость антенны СА = 240 пФ;
сопротивление антенны емкостное ХА = 1,33 кОм;
волновое сопротивление горизонтальной части ρГ = 523 Ом;
волновое сопротивление вертикальной части ρВ = 448 Ом;
действующая высота антенны hД = 12 м;
сопротивление излучения Rизл = 0,64 Ом;
мощность излучения Pизл = 0,64 Вт.
характеристика направленности антенны в горизонтальной плоскости F(φ) = 1;
характеристика направленности антенны в вертикальной плоскости F(∆) (см. таб. 3.1 и рис. 3.2).
Таблица 3.2
Варианты задания
Вариант |
Исходн. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
h, м |
15 |
10 |
20 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
l, м |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
40 |
d, см |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
I, A |
1 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
f, кГц |
500 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
9000 |
Вариант |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
h, м |
15 |
10 |
20 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
l, м |
20 |
25 |
20 |
10 |
15 |
20 |
10 |
15 |
d, см |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
I, A |
1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
f, кГц |
1000 |
1200 |
1500 |
1700 |
2000 |
2300 |
2500 |
3000 |
Вариант |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
h, м |
20 |
15 |
15 |
10 |
10 |
8 |
8 |
6 |
l, м |
25 |
30 |
15 |
15 |
20 |
10 |
15 |
10 |
d, см |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
I, A |
1 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
f, кГц |
500 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
9000 |
4. Расчет параметров антенны для коротковолновой трассы
Задание
1. Рассчитать длину вибратора и высоту подвеса проволочной антенны типа полуволновый вибратор, предназначенной для работы на трассе длиной r км, на частоте f. Принять среднюю высоту отражения от ионосферы Н км. Нарисовать чертеж, указав на нем основные параметры трассы распространения, размеры антенны и высоту ее подвеса.
2. Рассчитать характеристики направленности антенны в горизонтальной и вертикальной плоскостях и начертить диаграммы направленности.
Исходные данные:
длина трассы r = 1000 км;
высота отражения от ионосферы Н = 250 км;
частота f = 5 МГц.
Рассчитать:
длину вибратора L;
высоту подвеса антенны h;
характеристику направленности антенны в горизонтальной плоскости F(α);
характеристику направленности антенны в вертикальной плоскости F(∆).
Решение
1. Рассчитаем длину полуволнового вибратора, входящего в состав антенного устройства, конструкция которого приведена на рис. 4.1. Для этого определим длину волны:
60 м. (4.1)
Длина вибратора:
= 30 м. (4.2)
Рис. 4.1. Антенна, предназначенная для работы на коротковолновой трассе
Высоту антенны рассчитаем исходя из того, чтобы максимальное излучение антенны приходилось на направление луча, вдоль которого распространяется электромагнитная энергия к приемнику. Направление максимального излучения можно определяется из формулы:
, (4.3)
где n =0, 1, 2, ...
Следовательно, высота отражения:
. (4.4)
В формуле (4.4) неизвестны n и ∆. При минимальной высоте подвеса антенны n = 0. Угол ∆ определим из треугольника, образованного из луча, высоты Н и расстояния r / 2 (рис. 4.2). Если пренебречь кривизной земной поверхности, то угол максимального излучения:
26,50. (4.5)
Высота подвеса антенны:
= 33,5 м. (4.6)
Рис.4.2. Коротковолновая трасса распространения
2. Характеристику направленности антенны в горизонтальной плоскости вычислим из формулы:
. (4.7)
Проведем расчет характеристики направленности, меняя угол α через 150. Результат расчета представим в виде таблицы 4.1 и графика, изображенного на рис. 4.3.
Таблица 4.1