розрахунок антени
Область застосування диполя С. І. Надененко:
Диполь Надененко - антена дипольного типу (широкосмуговий вібратор) призначена для прийому і передачі сигналу на частоті 1,5 - 30 МГц.
Область застосування антени - радіолюбительські системи радіозв'язку.
Застосування сучасних широкосмугових согласующе-симетрувальних трансформаторів дозволяє погоджувати диполь Надененко з коаксіальної лінією в широкому діапазоні частот. Так як ця антена має горизонтальну поляризацію і є симетричною, то ККД її прагне до 100%, що вигідно відрізняє її від відомих широкосмугових вертикальних антенних систем.
Для розширення смуги пропускання дипольної антени С. Надененко збільшив діаметр випромінюючих елементів полотна антени, що призводить до зниження добротності коливальної системи і розширення смуги пропускання антени. Вхідний опір такої антени коливається від 200 до 300 ом. і для живлення антени використовувалася двох дротова або чотирьох дротова симетричні лінії. Для трансформації вхідного опору застосовується трансформатор на двох феритових кільцях діаметром 32мм. (До 300Вт.) І бінокулярного типу на десяти кільцях (1кВт.)
Додаткові зміни в конструкції антени диполь Надененко +:
Зменшили кількість провідників з шести до трьох в полотні антени, що дозволяє, при збереження колишнього обсягу (в електродинамічному сенсі), зменшити вагу і вітрове опір антени.
Крім цього, замість польового дроти, застосований оцинкований канат діаметром 2.5 мм. що при збереженні колишньої ціни дозволило збільшити міцність і довговічність антени.
При монтажі такої антени потрібно прагнути підняти її центр на максимальну висоту. Положення решт вібратора не настільки критично до землі. Кабель живлення, особливо поблизу антени, потрібно прагнути прокладати перпендикулярно полотну антени. Така антена не вимагає настройки і КСВ менш 2-х виходить на частотах від 1,7 до 29 МГц.
Розділ 2. Опромінювач антени
Виконуємо розрахунок геометричних розмірів і електричних параметрів антени:
1. Для заданої довжини радіолінії R визначаємо кут ковзання # 916; 0 (кут нахилу ДНА над горизонтом) з графіка на малюнку 1, де H - висота іонізованого шару.
2.Вичісляем висоту підвісу над Землею (для середнього значення робочої довжини хвилі):
3. По заданому робочому діапазону хвиль знаходимо довжину плеча вібратора. Значення довжини плеча повинно задовольняти нерівності:
Виходячи з умов задоволення даного нерівності вибираємо довжину плеча:
4. Будуємо ескіз конструкції антени: дивись додаток 2.
Радіус циліндричної поверхні вібратора rц вибираємо в межах 0,25. 0,75 м, а число проводів n = 6. 8.
В даному випадку:
Еквівалентний радіус вібратора rе. тобто радіус вібратора, виконаного з металевого циліндра і має таке ж хвильовий опір, як і розглянутий вібратор, розраховуємо за формулою (де
- радіус проводів, з яких виконаний вібратор):
5. Визначаємо хвильовий опір диполя (без урахування наведених опорів):
6. Для трьох довжин хвиль
,
,
знаходимо опору випромінювання вібраторів R # 931; і реактивні опору X # 929; c урахуванням впливу Землі.
і знаходимо з графіків на малюнках 2, 3, 4; значення
знаходимо з графіків на рисунках 5, 6, 7.
Отримані значення дозволяють оцінити неузгодженість фільтра з антеною в робочому діапазоні довжин хвиль.
8. Вибираємо фідерні лінію.
Тип фідера проектованої антени відкритий, симетричний, двопровідний (рисунок 14). Хвильовий опір фідера Wф вибирається за відомим вхідному опору антени на робочої частоті, тобто:
Для передавальних антен фідер виконується з проводів діаметром 3. 6 мм, відстань між проводами зазвичай становить 225. 450 мм.
В даному випадку фідер виконаний з:
дроту діаметром d = 2a = 6 мм, тобто:
відстань між проводами:
Хвильовий опір двухпроводной лінії визначається за формулою:
9. Розраховуємо модуль коефіцієнта відбиття для хвиль
,
,
:
10. Розраховуємо модуль коефіцієнта біжучої хвилі на цих же довжинах хвиль:
Узгодження вважається задовільним, якщо КБВ в робочому діапазоні не гірше 0,3. 0,5.
В даному випадку узгодження склало 0,22.
11. Розраховуємо ККД лінії передачі:
,
; d - діаметр проводу в см,
см; # 955; - довжина хвилі в метрах,
м; # 947; - питома об'ємна провідність проводу, для мідного дроту
дБ / м, так як значення # 945; підставляється в формулу в Нп / м, то переведемо # 945; з дБ / м в Нп / м:
дБ / м = 8,69 # 945; Нп / м, отже
12. Визначаємо максимальна напруженість електричного поля біля проводів вібратора:
- потужність випромінювання в Ватах;
Вт; d - діаметр проводу в см,
Допустимої є величина порядку (6. 8) * 105 В / м.
13. Уточнюємо максимально допустиму потужність, що пропускається фідером:
м - радіус проводів фідера:
14. Розраховуємо діаграму спрямованості антени:
ДНА прийнято оцінювати в трьох площинах: для двох вертикальних (при
Діаграму спрямованості в горизонтальній площині розраховуємо за формулою:
Діаграму спрямованості у вертикальній площині, перпендикулярній осі вібратора при
(Н-площину), розраховуємо за формулою:
,
де відлік # 916; ведеться від поверхні Землі.
Для визначення нульових напрямків випромінювання скористаємося співвідношенням:
Діаграму спрямованості у вертикальній площині, що проходить через вісь вібратора при
(Е-площину), розраховуємо за формулою:
15. Розраховуємо коефіцієнт спрямованої дії антени D0 в напрямку максимального випромінювання (при ідеально провідної поверхні Землі) на # 955; ср:
16. Визначаємо ККД антенно-фідерної системи.
ККД антени # 951; а відмінно від одиниці в основному за рахунок втрат в Землі. При добре розвиненому заземлении
.
Загальний ККД антенно-фідерної системи дорівнює:
