P2 (Исследование параметров СВЧ-устройств), страница 2

Для расчета направленных свойств многовибраторной антенны и ее входного сопротивлвния юсино воспользоваться нв абсолютными значэниями токов, а относительными. В качвстве исходного тока мокно взять ток, например. второго вибратора. Поэтому в случае двухвибраторной антенны ток на пассивном вибраторз мокко опредвлить следующим образом (ЗА): (3.10) где У „,„, (л,„- направление максимального излучения директорной антенны; Е~~, Хл - амплитуды напряжения и тока на активном вибраторе. Для упрощения расчетов можно считать, что ДН директорной антенны имеет осевую симметрию относительно оси У (см, рис. 3.3). В этом случае КНД директорной антенны определяется по следухю)ей формуле: 10 Ф ,ЕЯ(4)эЕ." 1,ЕЧ Я~ФЕХП ( '1у НПРЗЕП ~р) (3 ° 9) п.у где,Е' (29)) — ДН;г -го вибратора, (Е„, - его координата, Ю, Ф— углы сферической системы координат. В общем случае под „Уч(в,гр) понимается дН и -го вибратора в составе директорной антенны при условии, что зсе остальные вябраторм разомкнуты.

Однако в приближении метода наведенных ЗДС, когда распределение тока вдоль вибратора эппроксимируется функцией (3,2), в качестве,у' ЕЮ,~Ф) можно использовать дН уединенного вибратора. Для расчета ДН в двух главных плоскостях воспользуемся следующими соотноаениями. Плоскость Хьорт ( со 90о, Ф вЂ” плоскость вибратора): 4~ ,У'('(4= Е..~„гХР (',Е'1У ~ун (л). Плоскость УРЕ ( (Г = 90о, Š— плоскость вибратора): с~м(Н,~ соэ 6)-еиИ Е„ //Ж= 2,Е~, ~, " гл",л (~,~У„ж Ю). (3.Ш Коэффициент направленного действия (ННД) директорной антенны определяется следукщим образом ~1): 2 Р(Е~ „'( (3.12) где l Еэтя„( — модуль напряженности электряческого поля в направлении максимального излучения в точке наблюдения, расположенной от антеннм на расстоянии Р (в дальней зоне антенны)~ Р~ - мощность излучения антеннм.

После преобразований формулу (3.9) можно привести к виду, удобному для вычислений на ЗВМ: /УО ( + Фата» *Явам)! Ре~гЕл " ") (3.13) Я .Р= г ) „' ((й)у;ч(А т'(() удобной для расчетов графическим способом (в формуяе (3.14) ((- угол, отсчитываемый от оси 2' ). (3.14) Е,(т)» Е~(т') = Е(Ч') Рис, 3.8 Рис. 3.9 На рис. 3,8 показана диаграмма напраменности в Н-плоскости (3.10) идеализированной двухвибраторной антенны.

Идеализация здесь заключена в том, что токи в вибраторах одинаковы по амплитуде и сдвинуты по фазе на Я"/2. На рисунках обозначено: ~~( (М диаграыма направленности вибратора, ~~ ('Еу - ынокитель решетки. На рис. 3.9 представлена диаграмма направленности этой ке антенны в Е -плоскости вибраторов. Анализ соотношений (3.10), (3.11) н рис.

3 8, 3.9 показывает, что диаграмма мнолителя решетки симметрична относительно линии располокения излучателей. В случае реальной антенны токи в ее вибраторах не будут одинаковыми по амплитуде, а их взаимная фазировка не будет соответ° Я'и ствозать необходимой (т.е. при ФюЛу)~. Тт, /1 Ф е В частности ненормированная ДН в Ф-плоскости двулвибраторной антенны рассчитывается следующим образом: ~(4ч1, -1~ЕХр ЦКс~А'гз (О), (3.15) где с~ — расстояние мелку вибраторами.

Расчетное з ание и особенности его выполнения 11 Выполнение задания предусмотрено в двух вариантах - с использованием ЭМ на основе программы ~.4Жт'Ъ'3 и без использования ЭРЫ. Без ЭВМ рассчитывают по (3 8) ток " , полагая, что и опредеяяют поля двулвибраторной антенны по (3.15) для направле- Таблица 31 Номер варианта Параметры антенны, см 4 5 8 9 10 П 33 34 33 35 31 32 38 46 170 182 149 153 34 55 137 172 55 69 181 170 144 173 130 167 144 183 190 144 156 162 Диаметр обоих вибраторов 6 мм и при указанной в табл. 3.1 длине их волновое сопротивление имеет величину около 300 Ом. Задание для выполнения на ЗНМ содерюит три этапа: 1.

Расчет и исследование ДН двухвибраторной антенны в приближении заданного отномения амплитуд и фаз токов на вибраторпк. Расчет ДН выполнить дяя и'=Л/Ф, ( г,!/(1л)= у, 9 90о (,9 - сдвиг фвз между токами на вибраторах). Исследование ДН связать с изменением юз,).г,1/)~д) и в. Для этого рассчитываптся ДН для следующих параметров: а) юю~=Л/У(ЗЛ/У;Л/Г, /У,(/(1л(=Г. /У=-УО; б) сйзЯ~Ф , '(1,(/11л!=0 Уб'; ОХ; 02б; е=-90,. в)А=Я/Ч, ')1~)/)1~!=l, в=-бО,-УО, О'. По резуяьтатам этого этапа выбрать и построить в отчете ДН с наименьшим излучением в обратном направлении. Кроме того, путем визуального сопоставяения ДН на экране дисплея определить ориентирово вюо допустимые отклонения по кжкдому из трех указанювюх параметров.

2. Исследование ДН связаннык вибраторов (активный и пассивный). Расчет токов на вибраторах проводится методом наведенных ЗДС. Реометрические размеры вибраторов и расстояние между ними выбирается из табл. 3.1. Для определения влияния расстояния между вкбраторзмн и длины пассивного вибратора на ДН провести расчеты при изменении сб и Г/, на 20%. 3. Расчет распределения токов, ДН и коэффициента направленного действия макета телевизионной приемной директорной антенны 12 ния ую = +90о и ~р = -90о. длина 21, пассивного вкбратора, активного-2/~, расстояние между ними ~1, а также длина волны Д приведены в табл, 3.1 в зависимости от выполняемого варианта работы.

АТВК-7/12-12 для б -: 12 частотных каналов. Размеры макета телевизионной антенны приведены в табл. 3.2. Перед вводом денных в ЭВМ произвести нормирование к длине волны длин вибраторов директорной антенны (.8Уп/Л ) и определить нормированные координаты вибраторов (координату первого вибратора считать равной нулю).

Т а б я и ц а 3 2 Номер варианта Параметрм антенны 10 П 3 4 32 ЗЗ 35 ЗО 31 33 34 59 61 85 . 133 209 286 185 87 136 215 294 82 129 203 277 179 90 140 221 ЗОЗ 195 132 208, 285 120 190 260 184 167 190 141 145 131 131 126 П5 150 135 135 129 П9 128 П5 П5 П1 102 136 123 123 П9 108 142 128 128 123 ПЗ 127 127 122 П2 Работа с ЭЗя и особенности пол емых э льтатов Расчет и численное исследование директорной антенны осуществляются в диалоговом рехиме с помощью вычяслительной программы 1/Е4~(ГЗ в системе ОС ЯС лля ЭНА серии ЕС. При создании этой программы использованы алгоритмы интерфейсной связи, разработанные Галактионовны С.Л. и Павловым С.А. Вичислительная программа ~,лут~Бу осуществляет расчет собственных и взаимных сопротивлений изяучателей линейной вибраторной антенной реиетки (директорной антенны) с числом излучателей 2 яФи 10, амплитуд токов вибраторов (активным вибратором является вибратор с номером гт= 2), а такие диаграмму направленности и ННД директорных антенн.

Подготовка Эйя к работе и зат'рузка вычис- 13 Л, см ~4~я, мм п~/я э ми ~~т > ми Ах ° ми ~и* ми яу~, мм ,бУл, мм 2 ~э ° ми .2(ь , мм 2(я, мм 2(е, мм 57 81 128 202 276 178 136 123 123 П8 108 56 79 124 196 268 172 132 П9 П9 114 105 61 88 137 216 295 191 146 132 132 127 Пб лнтельной программы производится оператором вычислительного цент- ' ра согласно инструкции по использованию программы. Начало работы с ЭВМ определяется моментом появления на экра- ' не дисплея сообщения: ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА )А 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАГРАММ НАПРАВЛЕННОСТИ ДИРЕИТОРНЫХ АНТЕНН ПЕРЕД НАЧАЛ(И РАБОТЫ НЕОБХОДИМО ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ, ДЛЯ ЭТОГО НАБЕРИТЕ НСМЕР ГРУППЫ И ФАМИЛИЮ НАПРИМЕР: 04-301 ИВАНОВ В.В. ДЛЯ ВВОДА ИНИОРМАПИИ В ЭВМ НАИМИТЕ КЛАВ)И!У "ВВОД. Для ввода информации необходимо, не сдвигая курсор с исходной позиции, набрать номер группы и свою фамилию.

ВНИМАНИЕ! В случае ошибки в набранной информации к неверному сииволу подводится курсов и символ !либо целан фраза) набирается заново. Для передачи набранного на экране дисплея текста в память ЭНМ необходимо нажать клавишу ВВОД. Посяе ввода номера группы и фамилии на экране появяяется со- общение о числе этапов работы и их содеркании. Переход к тому или иному этапу осуществляется путем набора в 24 строке экрана дисплея (в начало этой строки программа уста- навливает курсов) номера этапа и нажатия клавиши ВВОД.

После этого на экране появляется сообщение о содержании этапа и сыысяе вводи- мых величин. Есяи выбран этап )Ь 1, то появляется следукщее сообщение Этап )Э 1 - Исследование ДН связанных вибраторов при заданном соотнюемии амплитуд и фаз токов Вводимые параметры 1. Ю вЂ” расстояние между вибраторами, 2. Л - длина вибратора )В 1. 3.

~.à — длина вибратора )Ь 2. 4.~72' — отношение амплитуд токов на вибратсрах (у уу ). 5..11л — разность фаз между токами на вибраторах (,с;-,с~) П р и м е ч а н и е. Линейные размеры 1,!7, ~ у, ~Г ) вводят- ся в нормированном к длийе волны энде. Режимы ввода параметров 1. Вводятся все параметры. 2. Вводится отдельный параметр. 14 В программе предусмотрены два режима ввода параметров. В первом случае последовательно вводятся все исходные параметры. Этот режим используется при первоначальном обращении к выбранному этапу. Второй режим, когда вводится отдельный параметр, удобен при корректировке исходнык данных и иссяедовании влияния изменения одного из параметров на характеристики антенны.

Для выбора режима необходимо в 24-й строке экрана, на которую программа устанавливает курсор, набрать его номер и нажать клавиюу ВВОД. Числовая янформация вводится в ЭВМ в ответ на сообщения, появляющиеся в 23-й строке экрана, путем набора соответствующего числа в 24-й строке и нажатия клавыви ВВОД. П р и м е ч а н и е. Все линейные размеры антенн вводятся в нормированном к длине волны виде. Разность фаз между токами в вибраторах вводится в градусах. После ввода последнего параметра на экране дисплея появляется информация о введенных параметрах и рассчитанных величинах.