Файл: Понятие антенна. Обобщенная конструкция антенны. Основные уравнения эмп. Классификация антенн в зависимости от длины волны.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.11.2023

Просмотров: 457

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Диаграмма направленности антенны характеризуется следующими параметрами:

  1. Ширина главного лепестка   в Е и Н плоскостях по уровню 3 дБ (в градусах)

  2. Максимальный уровень боковых лепестков

  3. Максимальный уровень заднего излучения
Наличие задних и боковых лепестков свидетельствует о том, что антенна излучает радиоволны не только в области главного лепестка, но и в других направлениях, что может создавать помехи  другим радиотехническим системам и снижает помехоустойчивость, если антенна работает на прием. Поэтому при проектировании антенн стремятся к уменьшению уровней бокового и  заднего излучения.

  1. Согласующие устройства вибраторных антенн. Мощность и сопротивление излучения. Магнитный вибратор.
Согласующие устройства вибраторных антенн:

  1. АСУ на отрезках линий — наиболее простые устройства согласования, применяемые в основном в метровом и дециметровом диапазонах волн. Представляют собой цепи, являющиеся комбинацией отрезков линий определённых длины и волнового сопротивления. 

  2. Узкодиапазонные АСУ на дискретных LC-элементах. Согласование производится с помощью цепей, состоящих из катушек индуктивности и конденсаторов, то есть элементов, имеющих реактивный характер сопротивления, не потребляющих энергии. В некоторых случаях, дополнительно могут использоваться высокочастотные трансформаторы.

  3. АСУ с неперестраеваемыми параметрами, для узкого диапазона частот
Излучаемая мощность Ри — мощность электромагнитных волн, излучаемых антенной в свободное пространство. Это активная мощность, так как рассеивается в пространстве, окружающем антенну. Сопротивление излучения характеризует способность антенны к излучению электромагнитной энергии и в большей степени характеризует качество антенны, чем излучаемая ею мощность, поскольку последняя зависит не только от свойств антенны, но и от создаваемого в ней тока.Мощность потерь Рп — мощность (активная), бесполезно теряемая передатчиком во время прохождения тока по проводам антенны, в земле и предметах, расположенных вблизи антенны. Мощность в антенне Ра — мощность, подводимая к антенне от передатчика. Эту мощность можно представить в виде суммы излучаемой мощности и мощности потерь
Элементарный магнитный вибраторЭто плоский виток с током, равномерно распределенным по контуру. Условие элементарности вибратора s1/2 <<λ, где S – площадь ограниченная витком. Этот вибратор применяют к расчету щелевых и рамочных антенн. Излучение максимально в экваториальной плоскости. Вдоль своей оси элементарный магнитный вибратор не излучает. Диаграммы направленности элементарного магнитного вибратора совпадают с диаграммами направленности элементарного электрического вибратора. Магнитный вибратор создает в дальней зоне такие же по величине электрическое и магнитное поля, как и элементарный электрический вибратор.

  1. Поле излучения системы вибраторов. Теорема умножения. Множитель направленности. Типовые ДН системы из 2х вибраторов.
На значительном расстоянии от вибратора электромагнитное поле представляет собой бегущую волну, удаляющуюся от вибратора. Здесь, как и во всякой бегущей волне, колебания электрического и магнитного полей совпадают по фазе и энергия распределена поровну между этими полями. Такое электромагнитное поле принято называть полем излучения. Конечно, это поле существует и вблизи вибратора, поскольку он излучает, и в нем имеются бегущие волны тока и напряжения, переносящие вдоль вибратора к отдельным его элементам энергию, расходующуюся на излучение. В системе из N идентичных и однонаправленных излучателей с совпадающими функциями распределения полное электромагнитное поле пропорционально произведению векторной характеристики нормированной диаграммы направленности одиночного вибратора на множитель направленности, который полностью учитывает как расположение элементов в пространстве, так и распределение комплексных амплитуд на входах.Множитель направленности нужен, чтобы воспользоваться теоремой о перемножении диаграмм направленностиДля улучшения направленных свойств к симметричному вибратору часто добавляют второй вибратор, располагаемый на некотором расстоянии от первого. Второй (первый) вибратор может быть либо активным и подсоединяться к генератору, либо пассивным и возбуждаться электромагнитным полем первого вибратора. Когда необходимо получить однонаправленное излучение или узкие диаграммы направленности применяют антенны, состоящие из двух или нескольких вибраторов, расположенных на небольшом расстоянии (меньше 
) друг от друга. Такие вибраторы заметно влияют друг на друга, поэтому их называют связанными. Взаимодействие связанных вибраторов аналогично взаимодей­ствию связанных колебательных контуров с сосредоточенными постоянны­ми. Поле одного вибратора наводит в другом вибраторе некоторую ЭДС, что эквивалентно изменению сопротивления излучения или входного сопротив­ления вибратора. Поле, создаваемое системой вибраторов, является резуль­татом сложения полей, создаваемых отдельными вибраторами, с учетом фаз этих полей, определяемых как разностью хода лучей, так и разностью фаз токов в излучателях.

  1. Связанные вибраторы как элементы электрической цепи. Собственные, входные и взаимные импедансы. Режимы работы пассивного вибратора. Настройка пассивного вибратора.
Входной импеданс антенны- отношение напряжения между точкой подключения (точкой возбуждения) антенны к фидеру, к току в этих точка, характеризующее её как нагрузку для передающего устройства или фидера.Если антенна является изолированной от влияния земли и окружающих объектов, а также, если отсутствует диссипативное рассеяние в её проводниках и диэлектриках, обусловливающая тепловые потери энергии, то концевой импеданс является собственным импедансом антенны. Этот импеданс имеет вещественную часть, называемую собственным сопротивлением (сопротивлением излучения) и мнимую часть, называемую собственной реактивностью.Взаимный импеданс- импеданс между антенной и окружающими предметами, точнее: токами, протекающими по окружающим предметамПассивным называется вибратор, который непосредственно не связан с передатчиком (приемником). Ток в пассивном вибраторе наводится электромагнитным полем, излучаемым активным вибратором. Соотношения между амплитудами и фазами токов в антенне и пассивном вибраторе регулируются с помощью реактивного сопротивления, включенного в пассивный вибратор или регулировкой длины вибратора. В зависимости от режима работы пассивный вибратор может называться рефлектором или директором.
Волны, излучаемые антенной отражаются от рефлектора, расположенного позади антенны на расстоянии четверть длины волны. Для получения ДН в виде кардиоиды, амплитуды токов антенны и рефлектора должны быть одинаковы, а ток в рефлекторе должен опережать по фазе ток в антенне на π/2. При этом условии ДН системы антенна-директор будет иметь максимум в направлении директора и минимум в противоположном направлении и иметь подобный вид как и у антенны с рефлектором.
  1.   1   2   3   4   5
Комплексная характеристика направленности антенн. Виды построения ДН. Часто применяемые виды ДН. Поляризационные свойства. Комплексная векторная ХНА – это зависимость от направления (поляризация, фаза) электрического поля излученных антенной волн в равноудаленных от нее точках.Виды построения ДН: - амплитудная ДН - поляризационная ДН - фазовая ДН Часто применяемые ДН:1) Тороидальная ДН имеет равномерное излучение в плоскости, перпендикулярной оси тороида. Применяется в р/святи, р/навигации, р/вещании2) Игольчатая ДН имеет на фоне боковых лепестков малого уровня ярко выраженный главный лепесток. Применяется в р/локационных станциях слежения (РЛС) за целью.3)Веерная ДН: ширина луча в горизонтальной и вертикальной плоскотях существенно отличается. Применяется в р/локационных станциях слежения (РЛС) за целью.4) Косекансная ДН имеет узкий луч в азимутальной плоскости, что обеспечивает высокую разрешающую способность РЛС по азимуту. В вертикальной плоскости в рабочей части она имеет широкую ДН. Применяется в самолетных РЛС обзора земной поверхности и наземных РЛС наблюдения за воздушной обстановкой.Поляризация – пространственная ориентация вектора E, рассматриваемая в любой фиксированной точке дальнего поля в течение 1-го колебания. В общем случае конец вектора E за один период колебания в любой фиксированной точке пространства описывает эллипс, который расположен в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. Вид поляризации ЭМВ для одной и той же антенны зависит от направления в точку наблюдения. Поляризация бывает основной (главной) и паразитной (кроссполяризация).

  1. Основные параметры антенн (УБЛ, КНД, КУ,  и т.д.). Действующая длина антенны.
Уровень боковых лепестков (УБЛ) – характеризуется величиной максимума наибольшего бокового лепестка по отношению к величине главного максимума.Ширина главного лепестка  и УБЛ определяют разрешающую способность, помехоустойчивость, защищенность РТС.

Смотрите также файлы