Исследование зигзагообразной приемной антенны
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
? нулевого потенциала (нули напряжения и максимумы тока) независимо от длины волны. Это позволяет обойтись без специального симметрирующего устройства при питании антенны коаксиальным кабелем. Кабель прокладывается через точку нулевого потенциала П и по дву проводникам полотна антенны подводится к точкам ее питания (рисунок 2.2).
Здесь оплетку кабеля соединяют с одной из точек питания антенны (той, где проложен кабель), а центральный проводник - с другой. Принципиально оплетку кабеля в точке П тоже нужно замкнуть накоротко на полотно антенны, однако, как показала практика, делать это не обязательно. Достаточно подвязать кабель к полотну антенны в точке П, не нарушая его полихлорвиниловой оболочки.
Зигзагообразная антенна удобна тем, что простота ее позволяет допускать значительные отклонения (неизбежные при ее изготовлении) в ту или иную сторону от расчетных размеров ее элементов практически без нарушения электрических параметров.
Антенна устанавливается так, чтобы направление на телецентр было перпендикулярно плоскости полотна.
.3 Выбор размеров антенны
Рисунок 2.3 Зависимость КНД и КБВ от l/l для зигзагообразной антенны
Кривые, показанные на рис 2.3, характеризуют зависимость КНД и КБВ от отношения l/l в 75-омном кабеле для зигзагообразной антенны. С помощью этих графиков можно построить зигзагообразную антенну, имеющую максимальный КНД на заданной частоте.
Полотно антенны изготавливается обычно из металлических полосок. Ее входное сопротивление в диапазоне частот в значительной степени зависит от поперечных размеров проводников, из которых выполнено полотно. Чем толще (шире) проводники, тем лучше согласование антенны с кабелем. Вообще же для полотна зигзагообразной антенны пригодны проводники самого различного профиля - трубки, пластины, уголки и т.п.
Рабочий диапазон зигзагообразной антенны можно расширить в сторону более низких частот без увеличения размера l путем образования дополнительной распределительной емкости проводников ее полотна, а общие размеры, выраженные через максимальную длину волны рабочего диапазона уменьшить. Достигается это перемыканием части проводников антенны дополнительными проводниками, которые и создают дополнительную емкость.
Для улучшения направленных свойств антенны, состоящей из зигзагообразного полотна, применяют плоский экран-рефлектор, который часть высокочастотной энергии, падающей на него, отражает в сторону полотна антенны. В плоскости полотна фаза высокочастотного поля, отраженного рефлектором, должна быть близка к фазе поля, создаваемого самим полотном. В этом случае происходит требуемое сложение полей и экран рефлектор примерно удваивает первоначальный коэффициент усиления антенны.
Как правило, размеры экрана значительны и фаза отраженного поля зависит. Главным образом, от расстояния S. На практике редко выполняют рефлектор в виде сплошного металлического листа. Чаще всего он представляет собой ряд проводников, расположенных в одной плоскости параллельно вектору напряженности электрического поля Е.
Длина проводников зависит от максимальной длины волны рабочего диапазона lмакс и размеров активного полотна антенны, которое не должно выступать за пределы экрана. В плоскости вектора Е рефлектор обязательно должен быть несколько больше половины lмакс. Чем толще проводники, из которых делают рефлектор, и чем ближе они расположены друг к другу, тем меньшая часть энергии, падающей на него, просачивается в заднее полупространство.
Зигзагообразная антенна с рефлектором имеет одностороннюю диаграмму направленности в виде вытянутых эллипсов как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, причем задний лепесток практически отсутствует. В более широком диапазоне частот диаграмма направленности в вертикальной плоскости становится уже.
По конструктивным соображениям экран не следует делать очень плотным. Достаточно, чтобы расстояния между проводниками диаметром 3тАж5 мм не превышали 0,05тАж0,1l - минимальной длины волны рабочего диапазона. Проводники, образующие экран, можно соединить между собой в любом месте и даже приваривать или припаивать к металлической раме. Во избежании помех не следует допускать, чтобы проводники (полотна антенны или рефлектора) от ветра терлись или касались друг друга.
На величину КБВ в тракте с волновым сопротивлением 75 Ом в значительной мере влияют как ширина планки dпл активного полотна антенны, так и расстояние S, на которое оно удалено от экрана. Максимум КБВ бедет при l/l=0,29 и почти не зависит от ширины планки. Для оптимального согласования с кабелем в широком диапазоне частот полотно зигзагообразной антенны следует располагать на расстоянии S0,18lмакс от экрана. С увеличением расстояния S КНД антенны снижается и сужается диапазон частот, в пределах которого направленные свойства антенн не претерпевают заметных изменений. Таким образом, с точки зрения улучшения КНД антенны расстояние S желательно уменьшать, а сточки зрения согласования - увеличивать.
Основные размеры зигзагообразной антенны, предназначенной для работы в метровом диапазоне, приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 Размеры зигзагообразной антенны для приема метровых волн (мм)
Номера каналов123456789101112Высота полотна антенны630053004200375034601860177017001640157015201400Размер l22201870148013201220650620600580550530490Ширина полотна d1008464585328272625242322Расстояние а-б10-157-10Расстояние от рефлектора S1140960750680620340320310300280270260
Размеры, приведенные в таблице, рассчитаны дл