Двухдиапазонная антенна, работающая на частотах 264 МГц и 396 МГц
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
, что строгий расчет переменно-фазной ЛПВА дает, для КНД значения на 1-2дБ меньше, чем получено при использовании метода наведенных ЭДС. Однако как было установлено, расхождение результатов объясняется тем, что ДН вычислялась с ошибкой, которая приводила к завышенным значениям КНД. При правильном вычислении КНД различие между строгим и приближенным его значением практически исчезает. Более детальный анализ показывает, что для широкого класса логопериодических антенн основные характеристики удовлетворительно описываются приближенным методом наведенных ЭДС.
3.РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХДИАПАЗОННОЙ АНТЕННЫ
Расчет двух диапазонной антенны основывается на классической методике /1/. Отличие состоит в том, что при расчете матрицы проводимостей линии питания антенны изменяется коэффициент распространения b. Из-за внесенного диэлектриком замедления в линию питания уменьшается фазовая скорость распространяющейся в линии волны.
Линия питания классической ЛПВА состоит из двухпроводной линии, что вызывает определенные трудности при конструировании антенны. Так как входное сопротивление антенны очень сильно зависит от расстояния между проводниками двухпроводной линии, то это надо строго учитывать. На практике для удержания нужного расстояния, между проводниками линии подкладывают диэлектрические кольца, но они приводят к неравномерному распределению фазы, что негативно сказывается на распределение токов на вибраторах.
Переход от классической антенны к полосковой конструкции линии питания позволяет добиваться практически любого входного сопротивления антенны, что обеспечивает гораздо лучшее согласование антенны с фидерным трактом. Скажем получить входное сопротивление классической антенны в 50 ОМ практически не возможно, тогда как в случае рассматриваемой антенны никаких проблем не возникает
Опираясь на строгий расчет переменно-фазной ЛПВА будем рассматривать логопериодическую вибраторную антенну работающую во всём диапазоне от минимальной частоты до максимальной. Для решения поставленной задачи необходимо рассмотреть распределение токов на вибраторах и диаграммы направленности (ДН) не во всем диапазоне частот, а только на двух частотах.
На рис 3.1и на рис 3.2 показано распределение амплитуды и фазы тока на первой и второй частоте соответственно.
Из рисунков видно, что при работе на первой частоте задействованы несколько вибраторов в области низких частот диапазона антенны, а при работе на второй частоте задействованы несколько вибраторов в области высоких частот диапазона антенны.
Распределение амплитуды и фазы тока по вибраторам на первой частоте
Рис 3.1
Распределение амплитуды и фазы тока по вибраторам на второй частоте
Рис. 3.2
Учитывая, что самые длинные вибраторы работают на первой частоте, а самые короткие вибраторы работают на второй частоте, то вполне логично среднюю часть антенны удалить, а оставшиеся части соединить. Принимая во внимание изменения в конструкции антенны, находим распределение токов на вибраторах
Распределение амплитуды и фазы тока по вибраторам на первой частоте
Рис 3.3.
Распределение амплитуды и фазы тока по вибраторам на второй частоте
Рис 3.4
Из рис 3.3 и 3.4 видно что распределение амплитуды и фазы тока на данных частотах почти не изменились, но длина антенны значительно уменьшилась. Из этого можно сделать вывод что вполне реально убирать из конструкции антенны ненужные нам вибраторы.
Большой разнос частот в радиосвязи в основном применяется для уменьшения взаимных помех. Так же с этим можно бороться если передача и прием сигнала разнесены по поляризации. Учитывая этот немаловажный фактор рассматриваем антенну которая на одной частоте работает в вертикальной плоскости, а на второй частоте в горизонтальной плоскости.
Распределение амплитуды и фазы тока по вибраторам на первой частоте, в вертикальной плоскости
Рис.3.5
Распределение амплитуды и фазы тока по вибраторам на второй частоте, в горизонтальной плоскости
Рис. 3.6
На рис 3.5 и 3.6 показано распределение амплитуды и фазы тока в вертикальной и горизонтальной плоскости соответственно.
Расчет данного распределения амплитуды и фазы тока производился для антенны, конструкция которой представляет собой, такая что более длинные вибраторы работающие на первую частоту находятся в вертикальной плоскости , а короткие вибраторы крепятся так чтобы находились в горизонтальной плоскости.
Исходя из того что по техническому заданию разнос частот большой возникла идея вставить короткие вибраторы находящиеся в горизонтальной плоскости в распределительную линию длинных вибраторов, для уменьшения геометрических размеров антенны.
Учитывая конструктивные изменения, рассчитываем распределение амплитуды и фазы тока по вибраторам в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Распределение амплитуд тока по вибраторам на первой частоте
Рис 3.7
При рассмотрении такой конструкции особое внимание надо уделить на то как будут оказывать влияние на распределение амплитуды тока при работе на одной частоте распределение амплитуды другого диапазона.
На рис 3.7 показано распределение амплитуд тока по вибраторам на первой частоте в обоих плоскостях. Из него видно что на первой частоте амплитуда тока на коротких вибраторах не очень большая и не си