Введение, Расчеты по антенне Харченко - Разработка судовой телевизионной антенны
Полная версия

Главная arrow Техника arrow Разработка судовой телевизионной антенны

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Введение

В данной работе будет спроектирована антенна для приема телевизионного сигнала в ДМВ-диапазоне (470-870 МГц), которая может быть установлена на морские, речные суда, грузовые автомобили, либо другие наземные подвижные средства, где требуется антенна с горизонтальной диаграммой направленности 3600.

Можно сильно уменьшить физические размеры антенны, исключив для приема диапазон метровых волн (50-300 МГц), так как на данный момент цифровое телевидение в России ведет вещание в диапазоне дециметровых волн (470-870 МГц).

За основу возьмем двойную рамочную антенну (антенна Харченко). Антенна показана на рис.1. Периметр каждой из рамок равен длине волны, на которой работает рамка. За счет параллельного включения двух рамок суммарное входное сопротивление системы близко к 60 Ом, следовательно, антенну можно питать через коаксиальный кабель как 75 Ом, так и 50 Ом.

Коэффициенты усиления двойной рамочной антенны или, как ее еще называют, зигзагообразной антенны, достигают от 6 до 8 дБ.

Рис.1

Расчеты по антенне Харченко

Вычисляем среднюю частоту диапазона: .

Центральная частота f: 660 МГц

Волновое сопротивление антенны с: 75 Ом

Длина волны л: 454 мм

Размер L1 (внешняя сторона квадрата): 113.5 мм

Размер L2 (внутренняя сторона квадрата): 109.5 мм

Размер L3 (общая длина рамок): 303.7 мм

Размер L4 (ширина рамок): 165.7 мм

Размер L5 (промежуток в месте подключения): 5.8 мм

Расстояние вибратор-рефлектор D: 55.2 мм

Размер B (ширина рефлектора): 454 мм

Размер H (длина рефлектора): 454 мм

Диаметр проволоки вибратора: 7.7 мм

Общая длина проволоки (с запасом на повороты): 938.2 мм

Смоделируем с помощью программы MMANA-GAL

антенну и посмотрим графики (Рис.2):

Рис.2

На графиках видно, что антенна Харченко - направленная и ее коэффициент стоячей волны не находится в приемлемых для нас пределах. Желательно, чтобы значение КСВ в линии передачи было близко к единице, при этом максимален КПД системы «линия передачи -- нагрузка», равный отношению мощности, выделяемой в нагрузке, к мощности падающей волны, отдаваемой генератором в линию передачи. Допустимые значения КСВ на рабочей частоте или в полосе рабочих частот для различных устройств регламентируются в технических условиях и ГОСТах. Обычно приемлемые значения КСВ лежат в пределах от 1.1 до 2.0.

Немного теории:

Как синфазные, так и противофазные антенны обладают двухнаправленным излучением, т.е. имеют одинаковые максимумы излучения в двух противоположных направлениях. Однонаправленное излучение получается, когда в вибраторах, расположенных на расстоянии в четверть волны друг от друга, токи сдвинуты по фазе один относительно другого на четверть периода. Если ток в вибраторе 1 (рис.3) опережает по фазе на 90° ток в вибраторе 2, то волна вибратора 1, движущаяся в сторону вибратора 2, достигает последнего через промежуток времени:

Рис.3

В это время ток в нем будет иметь ту фазу, которую имел ток в вибраторе 1 при излучении волны, дошедшей теперь до вибратора 2. Поэтому волна вибратора 2 будет синфазна с волной, пришедшей от вибратора 1, и обе волны будут складываться. В результате этого в направлении А суммарная волна будет в 2 раза больше волн каждого из вибраторов. В это время ток в нем будет иметь ту фазу, которую имел ток в вибраторе 1 при излучении волны, дошедшей теперь до вибратора 2. Поэтому волна вибратора 2 будет синфазна с волной, пришедшей от вибратора 1, и обе волны будут складываться. В результате этого в направлении А суммарная волна будет в 2 раза больше волн каждого из вибраторов. рамочный антенна излучатель кабель

В это время ток в нем будет иметь ту фазу, которую имел ток в вибраторе 1 при излучении волны, дошедшей теперь до вибратора 2. Поэтому волна вибратора 2 будет синфазна с волной, пришедшей от вибратора 1, и обе волны будут складываться. В результате этого в направлении А суммарная волна будет в 2 раза больше волн каждого из вибраторов.

Система из двух излучателей, обладающая однонаправленным излучением (Рис.4):

а - сложение волн вибраторов;

б - диаграмма направленности в плоскости вибраторов;

в - диаграмма направленности в плоскости, перпендикулярной вибраторам.

Рис.4.

В противоположном направлении Б имеет место обратная картина. Пока волна вибратора 2, ток в котором отстает на четверть периода от тока вибратора 1, достигнет последнего, пройдет четверть периода, и ток в вибраторе 1 к этому моменту времени уже на полпериода опередит ток вибратора 2, создавшего волну, подошедшую к вибратору 1. Последняя окажется в противофазе с волной, излученной вибратором 1, и в направлении Б волны взаимно уничтожаются.

По другим направлениям вследствие другой величины разности хода происходит либо частичное уничтожение, либо частичное сложение волн. Из диаграммы направленности такой системы (рис.4, б и в) видно, что вибратор, в котором ток опережает по фазе ток другого вибратора, как бы отражает излученные последним волны и посылает их в противоположном направлении. Благодаря такому действию вибратора 1 его называют рефлектором или зеркалом, а вибратор 2 - антенной.

 
Перейти к загрузке файла
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>