Исследование зигзагообразной приемной антенны
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ном случае. Если дальность удовлетворяет неравенству r0.2r0, где r0 - расстояние прямой видимости, то можно считать, что земля плоская. В противном случае необходимо учитывать сферичность поверхности.
Расстояние прямой видимости с учетом рефракции можно рассчитать по формуле
Получаем r0=50км, то есть r>0.2r0, поэтому при расчете большой дальности необходимо учитывать сферичность поверхности земли. Это можно сделать, если в формулу для затухания вместо действительных высот h1 и h2 подставить приведенные высоты h1` и h2`. Перейти к ним можно с помощью следующих соотношений:
где r1 и r2 - дальности видимости горизонта в километрах. Эти дальности рассчитываются по формулам:
Подставив все в формулу для затухания, получим зависимость L(r) с учетом сферичности поверхности земли (график для 29 канала приведен в приложении Б).
Определим графически значения дальности для каждого канала и занесем в таблицу 2.3.
Таблица 2.3 - Расчетная дальность для 21 - 29 каналов
Номер канала212223242526272829Длина волны,м0,6320,6220,6110,6020,5920,5830,5750,5650,556Дальность,км27,6127,627,5927,5727,5627,5327,5227,527,48
Таким образом зигзагообразная антенна позволяет получить достаточно хорошую дальность приема при большой широкополосности и сравнительно простом изготовлении.
.6 Расчет входного сопротивления
Рассмотрим зигзагообразную антенну как два включенных в параллель петлевых вибратора.
Рисунок 2.7
Мощность излучения одного вибратора
где Re - сопротивление излучения петлевого вибратора. Мощность этого вибратора можно также рассмотреть как мощность сдвоенного петлевого вибратора
где Re0 - сопротивление излучения полуволнового вибратора (73Ом). Сравнивая две формулы, получим
Тогда для зигзагообразной антенны входное сопротивление
Найдем зависимость входного сопротивления антенны от длины волны принимаемого излучения. Для этого воспользуемся формулой полученной методом наведенных ЭДС для полуволнового вибратора
где L - длина одного плеча,
а - радиус трубки.
Сопротивление петлевого вибратора можно определить по этой же формуле, если вместо трубки подставить эквивалентную толщину
где d - толщина трубки для петлевого вибратора,
S - расстояние между трубками.
Тогда для зигзагообразной антенны соответственно получим
Ширину полотна возьмем d=10мм, а расстояние S=80мм (половина длины ребра для средней частоты диапазона). График этой зависимости приведен в приложении B.
.7 Расчет коэффициента стоячей волны
Произвольная нагрузка в общем случае порождает в линии передачи отраженную волну. Накладываясь на падающую, отраженная волна приводит к образованию повторяющихся максимумов и минимумов в продольных распределениях нормированных токов и напряжений, формируя картину смешанных волн. Режим смешанных волн в инженерной практике принято характеризовать коэффициентом бегущей волны (КБВ), представляющим собой отношение минимального значения нормированного полного напряжения (или тока, или напряженности) в линии к максимальному значению полного напряжения (или тока, или напряженности поля) в линии
где |Г| - модуль коэффициента отражения. Часто вместо КБВ пользуются обратной ему величиной, называемой коэффициентом стоячей волны (КСВ)
Коэффициентом отражения называется отношение поперечных компонентов электрического поля для падающей и отраженной волн в одной и той же точке поперечного сечения линии передачи
где ZA - входное сопротивление антенны,
ZВ - волновое сопротивление линии передачи (коаксиального кабеля). Зависимость входного сопротивления от частоты рассчитана в предыдущем пункте.
По методу излучаемой мощности получаем
По методу наведенных ЭДС получаем
График зависимости КСВ от длины волны приведен в приложении В.
2.8 Расчет ППФ и его АЧХ
Фильтры СВЧ применяют для частотной селекции сигналов, согласования комплексных нагрузок, в цепях задержки и в качестве замедляющих систем.
Фильтры являются обычно пассивными взаимными устройствами и характеризуются частотной зависимостью вносимого в тракт затухания. Полоса частот с малым затуханием называется полосой пропускания, а полоса частот с большим затуханием - полосой заграждения. По взаимному расположению полосы пропускания и заграждения принято выделять следующие типы фильтров: фильтр нижних частот (ФНЧ), пропускающие сигналы ниже заданной граничной частоты и подавляющие сигналы с частотами выше граничной; фильтры верхних частот (ФВЧ), пропускающие сигналы на частотах выше заданной и подавляющие сигналы других частот; полосно-пропускающие (полосовые) фильтры (ППФ), пропускающие сигналы в пределах заданной полосы частот и подавляющие сигналы вне этой полосы, полосно-заграждающие (режекторные) фильтры (ПЗФ), подавляющие сигналы в пределах заданной полосы частот и пропускающие сигналы вне этой полосы.
Частотная характеристика каждого фильтра имеет переходную область между полосой пропускания и полосой заграждения, то есть между частотами wз и wп. В этой области затухание меняется от максимального значения до минимального. Обычно стараются уменьшить эту область, что приводит к усложнению фильтра, увеличению числа его звеньев. При проектировании фильтров, как правило,