Влияние электромагнитного поля на подземную проволочную антенну
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
наковыми. Вследствие равенства путей r1 и r2 и равенства фаз токов вертикальной антенны и ее изображения поля, создаваемые в точке М антенной и ее зеркальным изображением, будут coвпадать по фазе, т. е. складываться арифметически. В результате напряженность поля у поверхности земли будет в 2 раза больше, чем напряженность поля, которая была бы создана антенной в свободном пространстве при одинаковых токах в антеннах.
Рассуждая аналогичным образом, получим, что для горизонтальной антенны поле, создаваемое в удаленной точке, у поверхности земли будет равно нулю. Действительно, поля, создаваемые вдоль поверхности земли антенной и ее зеркальным изображением, будут противоположны по фазе вследствие равенства путей от антенны до рассматриваемой точки и ввиду противоположности фаз токов горизонтальной антенны и ее зеркального изображения.
Основываясь на методе зеркальных изображений, нетрудно учесть влияние земной поверхности на характеристики направленности антенн. Так, например диаграмма направленности короткого вертикального заземленного вибратора в пространстве над земной поверхностью будет иметь вид, показанный на (рис. 2.17.) Такая диаграмма будет для вибратора над идеально проводящей плоскостью. Для реальных проводимостей почвы максимум диаграммы получается приподнятым над горизонтом.
Рис.2.17. Пространственная диаграмма направленности короткой вертикальной заземленной антенны
Влияние земной поверхности на характеристику направленности горизонтального вибратора можно учесть по методу зеркальных изображений. Горизонтальный вибратор, подвешенный на высоте h над земной поверхностью следует заменить системой из двух параллельных вибраторов, находящихся на расстоянии 2h с токами в противоположных фазах.
2.12 Описание программного продукта
Было разработано приложение на языке высокого уровня ObjectPascal в интегрированной среде разработки BorlandDelphi 7.0. Разработанное приложения позволяет выбрать в окне формы основные параметры раiета тока и напряжения в нагрузке антенны на определенной глубине: внутреннее сопротивление источника напряжения, сопротивление всех внешних элементов цепи, амплитудно-временные характеристики импульса. В приложении были предусмотрены следующие возможности: визуализация расiитываемых функций, загрузка данных из текстовых файлов, построение графиков функций по данным из текстовых файлов, импортирование графиков функций в текстовый редактор Word, вывод результатов вычислений в виде таблицы.
Рис.2.18. Блох схема основного алгоритма.
3. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
В результате работы приложения получим тестовые раiеты и исследуем, как зависит ток и напряжение от электрофизических характеристик грунта и глубины нахождения антенны.
Рис. 3.1. Амплитудно - временная форма электрического поля в воздухе
Рис. 3.2. Амплитудно - временная форма электрического поля в грунте с параметрами h=0 м, ?=10, ?=10-3 См/м
Рис. 3.3. Амплитудно - временная форма электрического поля в грунте с параметрами h=0 м, ?=15, ?=10-2См/м
Рис. 3.4. Амплитудно - временная форма электрического поля в грунте с параметрами h=5 м, ?=10, ?=10-3 См\м
Рис. 3.4. Амплитудно - временная форма электрического поля в грунте с параметрами h=10 м, ?=10, ?=10-3 См\м
Рис. 3.6. Амплитудно - временная форма электрического поля в грунте с параметрами h=20 м, ?=10, ?=10-3 См\м
Рис. 3.7. Амплитудно - временная форма электрического поля в грунте с различными параметрами h, ?, ?
Рис. 3.8. Амплитудно - времменная форма напряжения в нагрузке антенны
Рис. 3.9. Амплитудно - временная форма напряжения в нагрузке антенны в грунте с параметрами h=0 м, ?=10, ?=10-3 См/м
Рис. 3.10. Амплитудно - временная форма напряжения в нагрузке антенны в грунте с параметрами h=0 м, ?=15, ?=10-2 См/м
Рис. 3.11. Амплитудно - временная форма напряжения в нагрузке антенны в грунте с параметрами h=5 м, ?=10, ?=10-3 См/м
Рис. 3.12. Амплитудно - временная форма напряжения в нагрузке антенны в грунте с параметрами h=10 м, ?=10, ?=10-3 См/м
Рис. 3.13. Амплитудно - временная форма напряжения в нагрузке антенны в грунте с параметрами h=20 м, ?=10, ?=10-3 См/м
Рис. 3.14. Амплитудно-временная форма напряжения в нагрузке антенны в грунте с различными параметрами h, ?, ?
Из тестовых раiетов видно, что с увеличением глубины залегания антенны и увеличением проводимости грунта амплитуда напряжения в нагрузке антенны резко снижается, при этом увеличивается время импульса фронта напряжения в нагрузке антенны. Импульс становиться более пологим. Раiеты электромагнитных полей проведены с учетом запаздывания при их распространении в данную точку антенны.
Данный метод позволяет прогнозировать амплитудно-временные формы в нагрузке подземных антенн, что является необходимым для раiета антенных усилительных устройств.
При проектировании различных радиоприемных устройств, необходимо знать уровень сигнала поступающего на них с антенно-фидерных устройств. Для этого необходимо определить токи и напряжения, наводимые в нагрузке антенны электромагнитным полем. Конструкции и устройство подземных антенн отличаются большим разнообразием. Основной характеристикой многих антенн является действ