Ромбічна антена для магістрального звязку
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ
«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»
ФІЗИКО-ТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ
Кафедра фізико – технічний засобів захисту інформації
Розрахункова – графічна робота
з дисципліни «Поля і хвилі в системах ТЗІ 3»
«Ромбічна антена для магістрального звязку»
Варіант № 10.2
Виконав:
студент ІІІ курсу
групи ФЕ – 87
Перевірив:
доц. Зінченко С.А.
Київ – 2012
ЗАВДАННЯ НА РОЗРАХУНКОВУ – ГРАФІЧНУ РОБОТУ
Спроектувати ромбічну антену з наступними параметрами:
- Частота сигналу – 14 МГц;
- Коефіцієнт перекриття діапазону – 2.0;
- Кут нахилу променя – 20 градусів.
ЗМІСТ
Перелік скорочень4
Вступ5
1. Розрахунок геометричних розмірів антени6
2. Визначення направлених властивостей антени8
2.1. Визначення діаграми направленості8
2.2 Визначення КП та КНД10
Висновки11
Перелік використаних джерел6
ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ
ДН – діаграма направленості;
КП – коефіцієнт підсилення;
КНД – коефіцієнт направленої дії;
ККД – коефіцієнт корисної дії.
ВСТУП
Діапазон декаметрових хвиль є основним для організації дальнього зв’язку та дальнього радіомовлення. Також широке використання декаметрових хвиль пов’язане з рухомими об’єктами, такими як морські кораблі чи літальні апарати, у радіонавігації, загоризонтній радіолокації. Головну роль у процесі розповсюдження у декаметровому діапазоні відіграє просторова хвиля, що утворюється за рахунок однократного чи багатократного відбиття послідовно від іоносфери та від земної поверхні.
Тому головна пелюстка ДН антени у горизонтальній площині повинна бути відхилена від горизонталі на деякий кут.
Ромбічна антена відноситься до основного типу антен декаметрового діапазону та відноситься до числа гостронаправлених діапазонних антен.
Ромбічна антена виконується у вигляді системи дротів, що розташовані по сторонах ромбу (найчастіше у горизонтальній площині).
Використовується у
1. РОЗРАХУНОК ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ АНТЕНИ
Геометрію ромбічної антени показано на рисунку 1.1.
Рисунок 1.1 Геометрії ромбічної антени
Знайдемо довжину хвилі:
λ0=c/f0=3∙108/(14∙106)=21.4 м.
Оптимальні розміри ромбічної антени можна визначити, проаналізувавши її ДН у вертикальній площині.
Із умови максимуму першого множника визначимо оптимальне значення половини тупого кута ромбу:
, (1.1)
де θm – кут нахилу променя.
Із (1.1) отримуємо:
sin = cosθm.
Отже, Φ=90◦ - θm = 90◦ - 20◦ = 70◦.
Із геометрії ромбу слідує, що половина гострого кута ромбу рівна:
φ0 = θm = 20◦.
Визначимо оптимальне значення сторони ромбу із умови максимуму другого множника:
Після перетворень отримуємо:
Визначимо оптимальну висоту підвісу антени із умови максимуму третього множника:
sin (kH sin (θm)) = 1.
Отримуємо:
H = λ0/(4 sin θm) = 21.4/(4 sin 20◦)= 15.6 м.
2. ВИЗНАЧЕННЯ НАПРАВЛЕНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ АНТЕНИ
2.1. Визначення діаграми направленості
ДН ромбової антени у горизонтальній площині ( при θ = 0) розраховується за формулою:
ДН антени у горизонтальній площині показана на рисунку 2.1.
Рисунок 2.1 ДН у горизонтальній площині
ДН у вертикальній площині (при φ=0) розраховується за формулою:
ДН антени у вертикальній площині показано на рисунку 2.2.
Рисунок 2.2 Діаграма направленості у вертикальній площині
2.2. Визначення КП та КНД.
Визначимо опір випромінювання одної сторони ромбу:
Максимальний КП визначається за формулою:
Визначимо ККД за формулою:
Обчислимо КНД за формулою:
D = G/η = 44.8
ВИСНОВКИ
У ході виконання роботи було спроектовано ромбічну антену із заданими параметрами.
Було визначено її геометричні розміри, КНД та КП та побудовано ДН у горизонтальній та вертикальних площинах.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Жук М. С. проектирование
линзовых, сканирующих,
2. Лобкова Л. М. Проектирование антенн и устройств СВЧ: Учеб. пособие для вузов. – Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2002.
3. Айзенберг Г. З. и др. Коротковолновые антенны – М.: Радио и связь, 1985.