ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 21
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Федеральное агентство связи
ФГБОУ ВО СибГУТИ
Кафедра СМС
Расчётно-графическое задание
по дисциплине «Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства»
Выполнил:
студент 3 курса
факультета МРМ гр. РМ-33
Каменев В.К.
Проверил:
Трубехин Е.Р.
Новосибирск 2016
Задание №1. Панельные антенны
Исходные данные:
Номер варианта: 5
Центральная частота диапазона = 800 МГц
Поляризация: горизонтальная
Количество полуволновых вибраторов = 16
Отношение радиуса вибратора к длине плеча = 0,05
Пункт 1.
Длина волны на центральной частоте диапазона:
Расстояние до рефлектора:
Шаг решётки:
Вертикальный размер антенны:
Горизонтальный размер антенны:
Высота диэлектрического защитного кожуха антенны:
Рисунок 1 – Эскиз панельной антенны с горизонтальной поляризацией
Пункт 2.
В горизонтальной плоскости ДН определяется следующим выражением:
Нормированная ДН симметричного вибратора для антенны с горизонтальной поляризацией:
Множитель рефлектора:
Множитель решётки:
где – волновое число; – угол в горизонтальной плоскости, отсчитываемый от нормали к защитному корпусу антенны.
Рисунок 2 – Диаграмма направленности антенны по напряжённости электрического поля в горизонтальной плоскости
В вертикальной плоскости ДН определяется следующим выражением:
Нормированная ДН симметричного вибратора для антенны с горизонтальной поляризацией:
Множитель рефлектора:
Множитель решётки:
Где – волновое число; – угол в вертикальной плоскости, отсчитываемый от нормали к защитному корпусу антенны.
Рисунок 3 – Диаграмма направленности антенны по напряжённости электрического поля в вертикальной плоскости
Пункт 3.
Диаграмма направленности по мощности в горизонтальной плоскости:
Рисунок 4 - Диаграмма направленности антенны по мощности электрического поля в горизонтальной плоскости
Диаграмма направленности по мощности в вертикальной плоскости:
Рисунок 5 - Диаграмма направленности антенны по мощности электрического поля в вертикальной плоскости
Пункт 4.
В горизонтальной плоскости:
Половинный угол градусов. Ширина главного лепестка ДН равна градуса.
В вертикальной плоскости:
Половинный угол градуса. Ширина главного лепестка ДН равна
градусов.
Уровень первого бокового лепестка равен -13,52 дБ.
Задание №2. Входное сопротивление симметричного вибратора. Характеристики, определяющие степень согласования антенн.
Пункт 1.
В случае симметричного вибратора входное сопротивление определяется конструктивными параметрами и рассчитывается следующим образом:
где и – активная и реактивная составляющие комплексного входного сопротивления.
– сопротивление излучения симметричного вибратора, Ом;
– действующая длина симметричного вибратора, м;
– волновое сопротивление симметричного вибратора;
Ом – волновое сопротивление фидера;
Проведём расчёт и построим графики зависимости активной и реактивной составляющих входного сопротивления.
Таблица 1 – Результаты расчёта
f, МГц | | | |
720 | 56.377 | -35.688 | 56.38-35.69i |
736 | 59.11 | -28.261 | 59.11-28.26i |
752 | 62.026 | -20.976 | 62.03-20.98i |
768 | 65.133 | -13.833 | 65.13-13.83i |
784 | 68.437 | -6.838 | 68.44-6.84i |
800 | 71.945 | -0 | 71.94 |
816 | 75.658 | 6.666 | 75.66+6.67i |
832 | 79.576 | 13.142 | 79.58+13.14i |
848 | 83.694 | 19.403 | 83.69+19.4i |
864 | 88 | 25.417 | 88+25.42i |
880 | 92.476 | 31.149 | 92.48+31.15i |
Рисунок 6 - Графики зависимости активной и реактивной составляющих входного сопротивления от частоты
Модуль комплексного коэффициента отражения от частоты рассчитывается по формуле:
Таблица 2 – Результаты расчёта
f, МГц | |
720 | 0.296 |
736 | 0.237 |
752 | 0.178 |
768 | 0.121 |
784 | 0.066 |
800 | 0.021 |
816 | 0.044 |
832 | 0.09 |
848 | 0.133 |
864 | 0.173 |
880 | 0.21 |
Рисунок 7 - График зависимости коэффициента отражения от частоты
Коэффициент стоячей волны по напряжению связан с модулем коэффициента отражения следующей зависимостью:
Таблица 3 – Результаты расчёта
f, МГц | |
720 | 1.84 |
736 | 1.62 |
752 | 1.433 |
768 | 1.274 |
784 | 1.141 |
800 | 1.042 |
816 | 1.093 |
832 | 1.197 |
848 | 1.307 |
864 | 1.419 |
880 | 1.531 |
Рисунок 8 - График зависимости КСВН от частоты
Коэффициент бегущей волны определяется по формуле:
Таблица 4 – Результаты расчёта
f, МГц | |
720 | 0.544 |
736 | 0.617 |
752 | 0.698 |
768 | 0.785 |
784 | 0.876 |
800 | 0.959 |
816 | 0.915 |
832 | 0.835 |
848 | 0.765 |
864 | 0.705 |
880 | 0.653 |
Рисунок 9 - График зависимости КБВ от частоты
Пункт 2.
Полоса пропускания по уровню КСВН=1,22: 775,9 – 834,2 МГц.
Ширина полосы пропускания: 834,2 – 775,9 = 58,3 МГц.
Задание №3. Формула идеальной радиопередачи.
Исходные данные:
Номер варианта: 5
Центральная частота диапазона = 5,3 ГГц
Расстояние между пунктами А и В = 25 км
Диаметр параболической антенны в пункте А = 2 м
Диаметр параболической антенны в пункте В = 1,5 м
Коэффициент использования апертуры антенны = 0,55
Мощность передатчика = 30 дБм
Пункт 1.
Волны дециметрового и сантиметрового диапазона не обладают свойством огибать сферическую поверхность Земли, поэтому необходимо обязательно рассчитать условный нулевой уровень профиля пролёта Z(x).
Рисунок 10 – Условный нулевой уровень профиля пролёта
где текущая координата, км
протяжённость пролёта, км
радиус Земли, равный 6370 км.