Расчет геометрических параметров логопериодических антенн (ЛПА). Параметры для синтеза плоскостных и проволочных двугранных ЛПА. Расчетные значения координат вибраторов. Мостиковое симметрирующее устройство. Расчет системы питания проволочной ЛПА.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Оглавление

Введение

1. Расчет геометрических параметров антенны

2. Расчет электрических параметров антенны

3. Система питания проволочной ЛПА

Заключение

Библиографический список

Приложение А (Диаграммы направленности проволочной ЛПА)

Приложение Б

Приложение В (Замечания руководителя)

ВВЕДЕНИЕ

Логопериодические антенны (ЛПА) относятся к классу широкополосных антенн, сохраняющих при изменении частоты как форму ДН, так и входное сопротивление. Их конструкция основана на принципе электродинамического подобия. ЛПА представляют собой в самом общем случае набор щелевых и вибраторных излучателей увеличивающихся размеров. [1]

Каждый излучатель интенсивно возбуждается в определенной полосе частот, близкой к его резонансной частоте. Если размеры излучателя выбраны так, что в этой полосе его ДН и входное сопротивление меняются незначительно, а периодичность изменения размеров излучателей такова, что рабочие полосы примыкают друг к другу, то антенна будет сохранять свои характеристики в весьма широкой полосе частот. Так как свойства излучателей изменяются в зависимости от относительного изменения частоты, то электрические свойства антенны оказываются периодической функцией логарифма частоты. Отсюда и происходит название рассматриваемого класса антенн: логопериодические антенны.

На рисунке 1 изображена двугранная логопериодическая антенна с плоскостными трапецеидальными выступами.

Рисунок 1 - ЛПА с плоскостными трапецеидальными выступами

Если плоскости, в которых расположены оба полотна плоской ЛПА, повернуть к друг другу около штрих-пунктирной линии, так, чтобы они образовали двугранный угол величиной ?, то образуется двугранная ЛПА.

Размеры излучающих элементов ЛПА пропорциональны их расстоянию от вершины структуры (точки возбуждения). Поэтому в соответствии с рисунком 1 для двугранных ЛПА основными параметрами являются: углы ?, ? и ?; ? - отношение расстояний от вершины до одноимённых краёв двух соседних трапецеидальных (или другой формы) выступов; ? - отношение расстояний от вершины до внутреннего и внешнего края одного выступа.

Параметр называется периодом структуры ЛПА. Он определяет ее конструктивные размеры и частотные свойства.

Двугранные ЛПА из плоскостных элементов имеют более стабильные характеристики в диапазоне частот и наибольшую диапазонность при заданных габаритах. Но их конструкция сложнее, они имеют заметный вес и парусность, поэтому удобно реализуемы в сантиметровом и коротковолновой части дециметрового диапазона. В коротковолновом, метровом и дециметровом диапазонах более подходящими являются ЛПА с проволочными структурами, с трапецеидальными или треугольными зубцами. Длина треугольных зубцов должна быть примерно на 20% больше, чем длина трапецеидальных зубцов.

Логопериодические антенны широко применяются как самостоятельные широкополосные антенны в УКВ и КВ диапазонах. Для увеличения направленности из ЛПА часто формируют линейные и плоские антенные решетки. Двугранные ЛПА с плоскостными трапецеидальными элементами рекомендуются как облучатели зеркальных и линзовых антенн [2].

1. РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АНТЕННЫ

Исходя из поставленного задания для проектирования двухгранной ЛПА, приведенного в таблице 1 (вариант 02), произведем расчет геометрических параметров.

Т а б л и ц а 1 - Параметры для синтеза плоскостных и проволочных двугранных ЛПА

Последняя цифра номера студ. билета	2
fмин...fмакс, МГц	150...900
L/?макс(± 10%)	2,5
Предпоследняя цифра номера студ. билета	0
???0,5 ср в пл. Е (не более)	75
???0,5 ср в пл. Н (не более)	90
КСВ (не более)	1,8

Рассчитаем диапазон длин волн , м, и , м, по формуле:

, , (1)

, .

Коэффициент перекрытия будет равен:

.

Определяем максимальную и минимальную длины вибраторов lmax,м, и lmin,м по формуле:

,, (2)

,

.

Руководствуясь полученными данными выберем тип конструкции. Опираясь на расчетные размеры, отдадим предпочтение проволочной двугранной ЛПА, поскольку плоскостная двугранная ЛПА при таких габаритах будет иметь большую парусность.

Сопоставив задание и данные таблицы 2, выберем подходящие геометрические параметры (таблица 3).

Т а б л и ц а 2 - Параметры двугранных проволочных ЛПА для ? ? 0,7

Геометрические параметры	Средняя ширина ДН	Gмакс относительно 1,5 дБ	Fб.макс, дБ
, град		, град	20,5 (Е), град	20,5 (Н), град
75	0,4	30	74	155	3,5	12,4
75	0,4	45	72	125	4,5	11,4
75	0,4	60	73	103	5,3	8,6
60	0,4	30	85	153	3,0	12,0
60	0,4	45	86	112	4,2	8,6
60	0,4	60	87	87	5,3	7,0
75	0,5	30	66	126	4,9	17,0
75	0,5	45	67	106	5,6	14,9
75	... Другие файлы: Расчет логопериодической антенны Общая характеристика, принцип работы и схематическое изображение логопериодической антенны. Геометрический расчет коэффициента направленного действия... Анализ зигзагообразной приемной антенны Конструкция антенны и схема питания. Расчет диаграммы направленности и коэффициента усиления антенны. Расчет дальности приема на всех каналах. Определ... Расчет однозеркальной параболической антенны Геометрический расчет основных размеров облучателя. Определение геометрических размеров параболического зеркала. Расчет ДН облучателя, поля в апертуре... Приемная антенна для СТВ Расчет параболической приемной антенны для СТВ. Расчет облучателя. Расчет параболоида. Расчет диаграммы направленности. Расчёт G антенны. Расчет приня... Расчет антенны с использованием генетического алгоритма Преимущества использования генетических алгоритмов в решении оптимизационных задач. Расчет микрополосковой антенны с круговой поляризацией, имеющей в...