Многовибраторная антенная решетка с рефлектором 16х4 эт (стр. 3 из 4)

Учитывая симметричность конструкции:

Ом

Так конструкция симметрична, то сопротивление излучения первого ряда будет равно сопротивлению излучения четвертого, а сопротивление излучения третьего ряда будет равно сопротивлению излучения второго.

Ом

Тогда:

Ом

Сопротивление излучения решетки не учтенных вибраторов будет равно сопротивлению излучения рассчитанной части решетки.

Тогда можно записать:

R_Σa=

Ом

Где R_Σa– сопротивление излучения антенны без учета рефлектора

Рассматривая антенну и рефлектор, как систему из двух связанных вибраторов и используя выражение:

где

- сдвиг фаз токов; m– отношение амплитуд токов;

- сопротивление изучения антенны без учета рефлектора;

- сопротивление изучения рефлектора; найдем сопротивление излучения всей антенны с учетом влияния рефлектора. Так как рефлектор активный и его питание производится тем же источником, что и антенна, и имеет такую же конструкцию запишем:

=90⁰; m=1;

=4901,6 Ом.

Тогда

9803,2 Ом

Входное сопротивление пары соседних полуволновых вибраторов образующих один симметричный волновой вибратор равно

, (3.2) [2]

где

— волновое сопротивление симметричного вибратора, определяемое по формуле.Используя (3.1) запишем:

(3.3)

Учитывая, что полуволновой отрезок фидера, соединяющий вибраторы соседних этажей, трансформирует проводимость в пропорции 1 : 1 и полагая, что длина фидера от точек 5-6 до точек питания антенны 1-2 и 3-4 равна целому числу полуволн, можно прийти к выводу, что в точках питания входная проводимость антенны равна сумме проводимостей всех волновых вибраторов. Следовательно, входное сопротивление антенны приближенно равно

(3.4) [2]

Подставляя (3.3) в (3.4) получим

(3.5)

Используя формулу В. Н. Кессениха найдем волновое сопротивление предварительно задав диаметр вибратора равным 0,002 м

(3.6) [4]

Где а – радиус вибратора.

Подставив получено значение в (3.5) получим

3.2 Симметрирующе-согласующие устройство

Для питания антенны используем коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Так как кабель не симметричен, то для того что бы сделать его симметричным нужно симметрирующие устройство. Для этого берется четвертьволновой отрезок такого же кабеля. Соединение кабеля с отрезком показано на чертеже.

Для согласования используем согласующий трансформатор выполненный из стандартных двухпроводных симметричных фидеров.

(3.7) [4]

где

- волновое сопротивление трансформатора;

- волновое сопротивление коаксиального кабеля;

- входное сопротивление антенны;

Четвертьволновые отрезки соединим параллельно, чтобы получить нужное сопротивление трансформатора.

где

- волновое сопротивление четвертьволнового отрезка симметричного фидера.

Так как отрезки имею одинаковое волновое сопротивление, формула будет иметь вид

где п – количество отрезков.

Тогда:

При

=300 Ом п=13,48;

При

=600 Ом п=26,97;

Для лучшего согласования выполним фидер из четвертьволновых отрезков двух проводного фидере с волновым сопротивлением 600 Ом. Понадобится 27 таких отрезков.

Волновое сопротивление такого трансформатора будет:

3.3 Расчет коэффициента направленного действия

Коэффициент направленного действия горизонтальной синфазной антенны, с учетом влияния Земли можно приближенно определить по формуле

(3.8) [4]

3.4 Расчет ДН в горизонтальной плоскости

Диаграмма направленности многовибраторной решетки в горизонтальной плоскости определяется по формуле

(3.9) [4]

где

- диаграмма направленности одиночного вибратора;

- множитель решетки;

- множитель рефлектора;

При определении диаграммы направленности под одиночным вибратором будем понимать симметричный вибратор. Число симметричных вибраторов в одном этаже в два раза меньше числа полуволновых вибраторов и равно числу секций антенны.

; (3.10) [4]

; (3.11) [4]

; (3.12) [4]

Где l– длина плеча симметричного вибратора;

- угол в горизонтальной плоскости, отсчитанный от нормали к плоскости полотна антенны; п_с – число симметричных вибраторов в одном этаже; d– расстояние между центрами симметричных вибраторов; d_р– расстояние между полотнами антенны и рефлектора;

- отношении амплитуд и сдвиг фаз антенны и рефлектора.

Используя формулу С . Щелкунова найдем длину плеча симметричного вибратора

(3.13) [3]

(3.14)

Для данной антенны:

; п_с=8; d=λ; d_р=0,25λ;

; λ=0,15 м.

Подставив (3.10), (3.11), (3.12) в (3.9), и подставив в полученное выражение имеющиеся данные, получим

(3.15)

Для данной антенны ДН в горизонтальной плоскости будет иметь вид:

- в полярной системе (Рис. 6.)

- в декартовой системе (Рис. 7.)

Рис. 6. нормированная ДН в горизонтальной плоскости

Рис. 7. нормированная ДН в горизонтальной плоскости

По графику находим ширину ДН в горизонтальной плоскости

8,64⁰