Файл: Методические указания и задания к расчетнографическим работам для студентов и курсантов специальности.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 68
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
,107 См/м (для меди), величины λ из таблицы 5.3, рассчитаем затухание. Результат занесем в таблицу 5.4, Построим график зависимости затухания от частоты (рис. 5.5).
Рис. 5.4. Зависимость фазовой и групповой скорости от частоты
Таблица 5.4
Зависимость затухания волны в волноводе от частоты
Рис.5.5. Зависимость затухание волны в волноводе от частоты
Выводы
1. Волновод имеет несколько критических частот, наименьшей из которых является волна Н10.
2. Длина волны в волноводе превышает длину волны в воздухе. Наибольшее их отличие имеется на волнах, близких к критической длине волны.
3. Фазовая скорость волны при приближении к критической частоте возрастает, а групповая – падает.
4. Затухание волны возрастает при приближении к критической частоте. На частотах ниже критической электромагнитная волна в волноводе не распространяется.
Таблица 5.5
Варианты задания
Заключение
В разделе «Расчет основных характеристик антенны типа элементарный электрический вибратор» получено, что сопротивление излучения элементарного электрического вибратора мало и составляет единицы Ом. Следовательно, для достижения заданной мощности излучения, при малом сопротивлении излучения, необходимо, чтобы в вибраторе протекал значительный ток. Для обеспечения большого тока к вибратору нужно подвести большое напряжение.
Из раздела «Расчет характеристик симметричного электрического вибратора» следует, что в зависимости от отношения длины вибратора к длине волны изменяется распределение тока и заряда вдоль вибратора. При этом минимальное значение тока (нулевое) имеется на концах вибратора. Распределение заряда сдвинуто по отношению к распределению тока на 900. Максимальный заряд сосредотачивается на концах вибратора. Ширина диаграммы направленности также зависит от соотношения длины вибратора к длине волны. При одной и той же длине вибратора на низких частотах ширина диаграммы направленности большая, на высоких частотах – маленькая. Кроме этого, с увеличением частоты в диаграмме направленности появляются боковые лепестки.
Средневолновая антенна, параметры которой рассчитываются в разделе «Расчет передающей антенны, предназначенной для работы в диапазоне средних волн», является короткой, по сравнению с длиной волны. Антенна несимметричная. В такой антенне излучает только ее вертикальная часть. Горизонтальная часть служит для увеличения действующей высоты антенны.
Из материала, изложенного в раздела «Расчет параметров антенны для коротковолновой трассы» следует, что диаграмма направленности в горизонтальной плоскости не зависит от высоты подвеса антенны. В то же время в вертикальной плоскости диаграмма направленности в значительной степени определяется высотой подвеса. Если рассмотреть различные варианты при неизменной длине горизонтального вибратора и частоте, то получится, что при низких высотах подвеса антенны излучение в основном будет направлено вверх. С увеличением высоты подвеса образуются лепестки в диаграмме направленности. И чем выше частота, тем под меньшим углом к земной поверхности располагается основной лепесток. Расчет осуществляется таким образом, чтобы направление максимального излучения антенны в вертикальной плоскости совпадало с направлением луча, по которому электромагнитная волна распространяется в пункт приема.
В разделе «Расчет основных характеристик волновода» рассчитаны критические частоты и критические длины волн для основной волны и первых пяти мод. Показана зависимость затухания, фазовой и групповой скорости от частоты. Сравнение характеристик волны в волноводе с соответствующими характеристиками в воздухе показывает, что длина волны в волноводе больше длины волны в воздухе, фазовая скорость волны также больше, а групповая – меньше скорости волны в воздухе. Наибольшее отличие этих характеристик проявляется на частотах, близких к критической частоте волновода.
Cписок литературы
1. Дружин Г.И. Антенны и распространение радиоволн. Ч.1. Антенны. П.-Камчатский. КГТУ. 2003. 105 с.
2. Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства. М.: Радио и связь, 1989. 352 с.
3. Чернышев В.П. Антенно-фидерные устройства радиосвязи. М.: Связь, 1978. 288с.
4. Корбанский И.Н. Антенны.- М.: Энергия, 1973. 336 с.
5. Фрадин А.З. Антенно-фидерные устройства. М.: Связь, 1977. 440 с.
6. Ротхаммель К. Антенны. М.: Энергия, 1969. 312 с.
7. Справочник по элементам радиоэлектронных устройств. Под. ред. В.Н.Дулина, М.С.Жука. М.: Энергия, 1977. 576 с.
8. Н.А.Семенов. Техническая электродинамика. - М.: Связь, 1978 г.
9. Пименов Ю.В., Вольман В.И., Муравцов А.Д.. Техническая электродинамика. М.: Радио и связь, 2000 г.
10. Вольман В.И., Пименов Ю.В.. Техническая электродинамика. - М.: Связь, 1971 г.
11. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. И.I - М.: Высшая школа, 1970 г.
12. Сазонов Д.М, Гриндин А.Н., Мишустин Б.А.. Устройства СВЧ. - М.: Высшая школа, 1981 г.
Рис. 5.4. Зависимость фазовой и групповой скорости от частоты
Таблица 5.4
Зависимость затухания волны в волноводе от частоты
| f, ГГц | 2,94 | 3 | 3,2 | 3,4 | 3,6 | 3,8 |
| λ, м | 0,102 | 0,1 | 0,094 | 0,088 | 0,083 | 0,079 |
| α, дБ/м | ∞ | 0,13 | 0,063 | 0,048 | 0,041 | 0,037 |
| f, ГГц | 4 | 4,2 | 4,4 | 4,6 | 4,8 | 5,0 |
| λ, м | 0,075 | 0,071 | 0,068 | 0,065 | 0,063 | 0,06 |
| α, дБ/м | 0,034 | 0,032 | 0,031 | 0,03 | 0,029 | 0,028 |
Рис.5.5. Зависимость затухание волны в волноводе от частоты
Выводы
1. Волновод имеет несколько критических частот, наименьшей из которых является волна Н10.
2. Длина волны в волноводе превышает длину волны в воздухе. Наибольшее их отличие имеется на волнах, близких к критической длине волны.
3. Фазовая скорость волны при приближении к критической частоте возрастает, а групповая – падает.
4. Затухание волны возрастает при приближении к критической частоте. На частотах ниже критической электромагнитная волна в волноводе не распространяется.
Таблица 5.5
Варианты задания
| Вариант | Исход. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| а, мм | 51 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
| б, мм | 25 | 2,4 | 4,8 | 7,4 | 9,5 | 12 | 14 | 16 |
| Вариант | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| а, мм | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 |
| б, мм | 19 | 22 | 24 | 27 | 29 | 32 | 34 | 36 |
| Вариант | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| а, мм | 52 | 6 | 12 | 16 | 21 | 24 | 32 | 34 |
| б, мм | 26 | 2,5 | 5,5 | 7,5 | 10 | 11,5 | 15 | 16 |
Заключение
В ходе выполнения расчетно-графических работ студенты и курсанты, пользуясь методическими указаниями и заданиями к расчетно-графическим работам, учатся применять основные методы, используемые при расчетах антенных устройств и волноводов.
В разделе «Расчет основных характеристик антенны типа элементарный электрический вибратор» получено, что сопротивление излучения элементарного электрического вибратора мало и составляет единицы Ом. Следовательно, для достижения заданной мощности излучения, при малом сопротивлении излучения, необходимо, чтобы в вибраторе протекал значительный ток. Для обеспечения большого тока к вибратору нужно подвести большое напряжение.
Из раздела «Расчет характеристик симметричного электрического вибратора» следует, что в зависимости от отношения длины вибратора к длине волны изменяется распределение тока и заряда вдоль вибратора. При этом минимальное значение тока (нулевое) имеется на концах вибратора. Распределение заряда сдвинуто по отношению к распределению тока на 900. Максимальный заряд сосредотачивается на концах вибратора. Ширина диаграммы направленности также зависит от соотношения длины вибратора к длине волны. При одной и той же длине вибратора на низких частотах ширина диаграммы направленности большая, на высоких частотах – маленькая. Кроме этого, с увеличением частоты в диаграмме направленности появляются боковые лепестки.
Средневолновая антенна, параметры которой рассчитываются в разделе «Расчет передающей антенны, предназначенной для работы в диапазоне средних волн», является короткой, по сравнению с длиной волны. Антенна несимметричная. В такой антенне излучает только ее вертикальная часть. Горизонтальная часть служит для увеличения действующей высоты антенны.
Из материала, изложенного в раздела «Расчет параметров антенны для коротковолновой трассы» следует, что диаграмма направленности в горизонтальной плоскости не зависит от высоты подвеса антенны. В то же время в вертикальной плоскости диаграмма направленности в значительной степени определяется высотой подвеса. Если рассмотреть различные варианты при неизменной длине горизонтального вибратора и частоте, то получится, что при низких высотах подвеса антенны излучение в основном будет направлено вверх. С увеличением высоты подвеса образуются лепестки в диаграмме направленности. И чем выше частота, тем под меньшим углом к земной поверхности располагается основной лепесток. Расчет осуществляется таким образом, чтобы направление максимального излучения антенны в вертикальной плоскости совпадало с направлением луча, по которому электромагнитная волна распространяется в пункт приема.
В разделе «Расчет основных характеристик волновода» рассчитаны критические частоты и критические длины волн для основной волны и первых пяти мод. Показана зависимость затухания, фазовой и групповой скорости от частоты. Сравнение характеристик волны в волноводе с соответствующими характеристиками в воздухе показывает, что длина волны в волноводе больше длины волны в воздухе, фазовая скорость волны также больше, а групповая – меньше скорости волны в воздухе. Наибольшее отличие этих характеристик проявляется на частотах, близких к критической частоте волновода.
Cписок литературы
1. Дружин Г.И. Антенны и распространение радиоволн. Ч.1. Антенны. П.-Камчатский. КГТУ. 2003. 105 с.
2. Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства. М.: Радио и связь, 1989. 352 с.
3. Чернышев В.П. Антенно-фидерные устройства радиосвязи. М.: Связь, 1978. 288с.
4. Корбанский И.Н. Антенны.- М.: Энергия, 1973. 336 с.
5. Фрадин А.З. Антенно-фидерные устройства. М.: Связь, 1977. 440 с.
6. Ротхаммель К. Антенны. М.: Энергия, 1969. 312 с.
7. Справочник по элементам радиоэлектронных устройств. Под. ред. В.Н.Дулина, М.С.Жука. М.: Энергия, 1977. 576 с.
8. Н.А.Семенов. Техническая электродинамика. - М.: Связь, 1978 г.
9. Пименов Ю.В., Вольман В.И., Муравцов А.Д.. Техническая электродинамика. М.: Радио и связь, 2000 г.
10. Вольман В.И., Пименов Ю.В.. Техническая электродинамика. - М.: Связь, 1971 г.
11. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. И.I - М.: Высшая школа, 1970 г.
12. Сазонов Д.М, Гриндин А.Н., Мишустин Б.А.. Устройства СВЧ. - М.: Высшая школа, 1981 г.