Исследование зигзагообразной приемной антенны
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
оследовательных колебательных контуров в МПЛ очень затруднена. Вместе с тем можно последовательное включение перевести в параллельное так, как это показано на рисунке 2.6 с помощью преобразований
Рисунок 2.6 Замена последовательного колебательного контура параллельным
Тождество на рисунке 2.6 выполняется только на резонансной частоте, поэтому получившуюся схему следует подвергать анализу для определения ее частотных свойств.
После замены получим схему ППФ изображенную на рисунке 2.7
Рисунок 2.7 - Эквивалентная схема ППФ
Эта схема имеет следующие значения параметров
Длина соединительной линии будет известна после определения параметров МПЛ.
Для расчета волнового сопротивления МПЛ воспользуемся выражением, полученным в квазистатическом приближении
(2.1)
Точность определения по этой формуле составляет 1% при w/h0.4 и 3% при w/h<0.4.
Для расчета длины волны на низких частотах на практике широко используется формула, также полученная в квазистатическом приближении
где l - длина волны в свободном пространстве,
eэ - эффективная диэлектрическая проницаемость линии.
Эффективная диэлектрическая проницаемость может быть вычислена по формуле
,(2.3)
Подложку выполним на диэлектрике с относительной диэлектрической проницаемостью e=7, а толщину подложки примем h=5мм. Ширина металлической полоски w, а соответственно и отношение w/h ,будут меняться при расчетах.
Сначала рассчитаем параметры соединительных линий. Для согласования фильтра с трактом передачи его соединительные линии должны иметь волновое сопротивление равное волновому сопротивлению коаксиала Z0=75Ом. Разрешая выражение (2.1) находим, что w/h=0.5, тогда ширина полоски w=0.55=2.5(мм). По формуле (2.3) находим эффективную диэлектрическую проницаемость
Расчет ведем на средней частоте диапазона, поэтому l0=0.594м, тогда по (2.2) длина волны в линии
Так как соединительная линия четвертьволновая, то ее длину определим по формуле
Параллельная индуктивность реализуется в виде короткозамкнутого параллельного шлейфа. Реактивное сопротивление такого отрезка линии определяется по формуле
(2.4)
Сопротивление этого шлейфа на средней частоте диапазона должно равняться сопротивлению параллельно включенной индуктивности, поэтому можно определить длину отрезка
(2.5)
Примем w/h=1(w=5мм), тогда по (2.1)-(2.3) получаем
Теперь по формуле (2.5) можно определить длину шлейфов, заменяющих каждую индуктивность
Параллельная емкость реализуется в виде параллельного шлейфа разомкнутого на конце. Реактивное сопротивление такого отрезка линии определяется по формуле
Сопротивление этого шлейфа на средней частоте диапазона должно равняться сопротивлению параллельно включенной емкости, поэтому можно определить длину шлейфа
(2.6)
Примем w/h=0.2(w=1мм), тогда по (2.1)-(2.3) получаем
Теперь по формуле (2.5) можно определить длину шлейфов, заменяющих каждую емкость
Занесем параметры шлейфов в таблицу 2.5.
Таблица 2.5 Размеры ППФ на МПЛ
L1L2L3C1C2C3Соединительная линияШирина шлейфа, мм5551112.5Длина шлейфа, мм4.72.44.728292835
Схема ППФ приведена в приложении Д.
.8.4 Расчет АЧХ
АЧХ фильтра - это есть зависимость вносимого в тракт затухания от частоты. Зная входное сопротивление фильтра можно определить коэффициент отражения
(2.7)
Тогда АЧХ будет иметь следующий вид
(2.8)
Определим АЧХ низкочастотного фильтра прототипа изображенного на рисунке 2.4 после денормировки параметров
Подставляя в (2.7) и (2.8) получим характеристику затухания.
Определим АЧХ эквивалентной схемы ППФ изображенной на рисунке 2.5
где
Подставляя в (2.7) и (2.8), получим необходимую характеристику затухания.
Теперь определим АЧХ фильтра на МПЛ. Зависимость от частоты сопротивлений индуктивных и емкостных шлейфов определяется формулами
где i=1,2,3;
Z0L и Z0C - волновые сопротивления индуктивных и емкостных шлейфов соответственно.
Входное сопротивление фильтра
где
Конечная формула для входного сопротивления имеет очень сложный вид, поэтому не будем ее здесь приводить. По формулам (2.7) и (2.8) получим АЧХ.
Все АЧХ полученные в этом пункте приведены в приложении Г.
3 Заключение
В данной работе необходимо было провести анализ зигзагообразной антенны, которая является радиолюбительским изобретением и в литературе по ней можно найти в основном экспериментальные данные и очень мало теоретических сведений.
Чтобы получить какие-то результаты сначала были сделаны определенные предположения, которые на самом деле могли быть неверными, но на которых был построен весь дальнейший анализ. И если теоретические выводы в этой работе не совпадают с экспериментальными данными, то это скорее всего результат тех неверных предположений, а может верных, но неточных или неполных. Чтоб?/p>