Проектування спіральної антени.
Химия

Проектування спіральної антени.


Проектування спіральної антени.

Завантажити реферат: Проектування спіральної антени

Мета роботи та вихідні дані

Мета роботи – розрахувати спіральну антену, використовуючи наведені нижче у таблиці дані

Параметр

Значення параметру

Робоча частота

800 МГц

Коефіціент посилення

30

Режим передавальний

Рівень бічних пелюсток

-15 дБ

Потужність передачі

в імпульсному режимі

10 кВт

при шпару

100 кВт

Основні характеристики спіральних антен

Конструктивно спіральні антени є металевою спіралью, що живиться коаксіальною лінією. Спіральні антени належать класу антен хвилі, що біжить, і основним режимом роботи антени є режим осьового випромінювання. Також спіральна антена формує діаграму спрямованості вздовж осі спіралі.

Основні складові спіральної антени:

1.Спіраль із мідної трубки

2.Суцільний екран: Як екран можна застосувати більш дешевий алюміній; відстань від першого витка беруть. У нашому випадку – 2 см

3. Узгоджувальний пристрій: для узгодження треба застосувати узгоджувальний пристрій НВЧ так як вхідний опір фідера 50 або 75 Ом, а опір спіралі 140 Ом; до того ж опір спіральної антени практично активний і для узгодження можна застосувати конусоподібний перехід із коаксіальних ліній передачі

D 1 d
1 d 2 D 2

4. Живлячий фідер

5.Діелектричний каркас: як каркас часто застосовується твердий пінопласт. У цьому розрахункові співвідношення залишаться постійними т.к. діелектрична проникність пінопласту практично дорівнює діелектричній проникності повітря

Основні моменти розрахунку:

Для полегшення наступних розрахунків введемо позначення:

Умовне позначення

Розшифровка

Значення

З

швидкість світла

300 (см)

F

робоча частота

800 (см)

L (З/F)

робоча довжина хвилі у вільному просторі

36.5 (см)

D

діаметр витка спіралі (см)

Примітка : якщо довжина витка спіралі лежить у межах від 0.75 до 3l, то випромінювання С.А. максимально вздовж осі спіралі. Це основний режим роботи С.А.

Розрахункові співвідношення циліндричної спіралі

Умовне позначення

Розшифровка

число витків спіральної антени

a

кут підйому витка

R

радіус спіралі

S

крок витка спіральної антени

L

довжина витка спіралі

.Розгортка витка спіральної антени.

SL

a

2 PR

Основні співвідношення випливають із малюнка:

  1. L = (2 PR) + S
  2. Sin a =S/L
  3. l=nS
  4. 2 q 0.5
    = ( Ширина діаграми спрямованості за половинною потужністю в градусах)
  5. D 0 =15
    n

(Коефіцієнт спрямованої дії)

(Вхідний опір (Ом))

Розрахунок циліндричної спіральної антени

Найбільш характерний режим спіральної антени встановлюється за таких умов:

К.П.Д у цьому випадку близько 100%, так як площа перерізу спіральної антени досить велика:

Крок спіралі для одержання кругової поляризації

Число витків спіралі

(при округленні отримуємо витків)

Радіус спіралі:

Ширина діаграми спрямованості:

Діаметр диска екрана приймається рівним (0.9 1.1). У нашому випадку діаметр диска екрану

Діаметр дроту спіралі береться порядку (0.03 0.05)

З іншого боку, в умовах краще взяти мідну трубку близького діаметра т.к. струми високої частоти течуть лише поверхнею металу

Вхідний опір вимагає узгоджувального пристрою до лінії 75 ом

Кут підйому спіралі з

Коаксіальний трансформатор хвильових опорів передаючого тракту

Якщо довжину конусної частини взяти рівною (у нашому випадку см) цей перехід працює як чвертьхвильовий трансформатор для узгодження лінії з різним хвильовим опором (75 Ом та 140 Ом)

Хвильовий опір конусної частини лінії має бути:

  1. -хвильовий опір конусної частини переходу
  2. -хвильовий опір фідера, що підводить 75 Ом
  3. -хвильовий опір спіральної антени

Ом

За відомим хвильовим опором визначаємо відношення діаметрів елементів коаксіального тракту:

lg
(Ом)

  • Для коаксіального пристрою з повітряним заповненням та Ом відношення:
  • Для Ом та для Ом:

Вибравши, як підвідна потужність фідера РК-9-13 за допустимою попередньою потужністю маємо: діаметр центральної жили 1.35 мм. Звідси визначаємо всі розміри коаксіального трансформатора: виберемо рівним мм., тоді мм

Як основу спіралі можна застосувати твердий пінопласт. Він змінить електричних властивостей антени, т.к. за своїми електричними параметрами пінопласт близький до повітря. При потужності передавача 10 кВт і шпаруватості 100 середня площа випромінювання приблизно 100 Вт, при КСВ антени краще 1.35 відбита потужність трохи більше 5%, тобто. трохи більше 5 Вт. Можна вважати, що ця потужність та тепло розсіюється на спіралі

Рівень бічних пелюсток

Поряд із шириною променя дуже важливим параметром є рівень бічних пелюсток, який можна визначити через К.М.Д. за формулою.

Для зменшення рівня бічних пелюсток слід збільшити розмір рефлектора та зробити його форму складнішою

Ескіз рефлектора для зменшення рівня бічних пелюсток

40 см

20 см

Рефлектор слід робити з листа завтовшки щонайменше 3 мм, т.к. він є несучим для фідера спіралі та будь-якого опорно-поворотного пристрою

Діаграма такої антени досить широка, тому особливої ​​точності наведення вона не вимагає. Антена досить проста у виготовленні та надійна в експлуатації

додаток

Спіральна антена

діаграма спрямованості

Список літератури:

1. Антенно-фідерні пристрої НВЧ (за загальною редакцією Маркова)

2.Антени (Д.М.Сазонов)

3.Антени та пристрої НВЧ (В.В.Нікольський)

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *