Проектирование антенны

Антеннами называются устройства, предназначенные для излучения и приема радиоволн. Антенны являются обязательным звеном любой системы радиосвязи. Электромагнитные колебания высокой частоты вырабатываются генератором, с помощью направляющей системы (фидера) подводятся к передающей антенне и излучаются ею в окружающее пространство в виде свободно распространяющихся радиоволн. Приемная антенна извлекает из окружающего пространства часть энергии волны. Эта энергия по направляющей системе поступает на вход радиоприемного устройства, где после ряда преобразований происходит выделение заложенной в волне информации.

Антенны обладают свойством обратимости, т.е. одна и та же антенна в принципе может работать и как передающая и как приемная. Однако в реальных условиях требования к передающим и приемным антеннам могут существенно отличаться. Так, передающая антенна должна обладать высокой излучающей способностью и максимально большим коэффициентом полезного действия, в то время как приемная антенна должна обеспечивать требуемую помехозащищенность (требуемое отношение сигнал/шум), что достигается за счет ее направленных свойств.

Под направленными свойствами понимается способность антенны излучать или принимать радиоволны в переделах определенного телесного угла. В процессе разработки антенны решаются две задачи - внутренняя (синтез антенны) и внешняя (анализ). Под синтезом понимается определение законов распределения токов и напряжения по антенне для получения требуемых электрических характеристик антенны. В процессе анализа решается обратная задача, т.е. по известным законам распределения токов и напряжений по антенне определяются ее электрические характеристики.

В строгом смысле обе задачи нужно решать на основе уравнений Максвелла (волновых уравнений) и соответствующих граничных условий. Однако, несмотря на кажутся их внешнюю простоту, получить удобные для практического применения формулы далеко не всегда удается из-за очень больших математических трудностей. Даже в самом простом случае одиночного линейного излучателя окончательные выражения получаются весьма громоздкими. Поэтому на практике обычно применяют инженерные методы расчета, позволяющие получить более простые формулы, когда точность расчета удовлетворяют требованиям задачи. С этой целью используют модели, в которых в качестве прототипов применяют известные в теории цепей устройства (отрезки линий, четырехполюсники). Широко применяется также метод геометрической оптики.

Направляющие системы (фидеры) должны обеспечивать максимально эффективную работу антенно-фидерного тракта. Поэтому фидер работает в согласованном режиме с генератором (или приемником) и антенной, обеспечивая режим бегущей волны. Фидер должен также обладать минимальными прямыми потерями (максимальным коэффициентом полезного действия). И, наконец, фидер не должен обладать антенным эффектом, т.е. не должен излучать или принимать радиоволны.

На работу антенн определенное влияние оказывает среда, в которой (или над которой) распространяются радиоволны. Это влияние проявляется в изменении входного сопротивления и сопротивления излучения антенн, их коэффициента усиления и диаграммы направленности.

Структура и специфика распространения полезных сигналов и сигналов помех часто являются определяющими факторами при определении требований к типам и конструкции антенн в различных диапазонах волн.

Задание

Сконструировать 2-х элементную антенну с двумя вертикальными активными полуволновыми вибраторами для частоты f.

Рассчитать построить диаграммы направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях по программе MMANA.

Если:

) Система находится в идеальном пространстве.

) Система находится на высоте .

При .

- Рассчитать по формулам для двух вибраторов.

При .

Исходные данные

Похожые стьтьи по экономике

Выращивание монокристалла с заданными свойствами
Содержание работы. В данной курсовой работе разрабатывается технологический процесс получения легированного монокристалла ФГДЦЧ-5-17, на 20% компенсированного теллуром, с разбросом ко ...

Разработка реверсивного счетчика с циклом 21
Микроэлектроника оказывает существенное воздействие на многие виды человеческой деятельности. Современная радиоэлектронная аппаратура (РЭА) характеризуется тремя основными чертами: ...

Проектирование предмета фототехники (на примере фотоаппарата)
Актуальность темы курсовой работы обосновывается тем, что фототехника в настоящее время является единственным средством для получения снимков, которые используются не только при создани ...

Разделы

© 2018 - www.frontinformatics.ru