21008

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИММЕТРИЧНОГО И НЕСИММЕТРИЧНОГО ВИБРАТОРОВ. Распределение тока Ix и заряда Qx

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Каково распределение поля симметричного и несимметричного вибратора в зависимости от длины вибратора и длины волны. Основные характеристики симметричного и несимметричного вибратора. При каком отношении диаграмма направленности симметричного вибратора имеет боковые лепестки?

Русский

2013-08-15

108 KB

37 чел.

                                   ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИММЕТРИЧНОГО И НЕСИММЕТРИЧНОГО ВИБРАТОРОВ.

Цель работы: расчет характеристик и параметров симметричного и несимметричного вибраторов.

1 Краткие сведения по теме

Распределение тока Ix и заряда Qx вдоль симметричных вибраторов определяется уравнениями:

; (1)

; (2)

; (3)

; (4)

где  In  и Qn - величины тока и заряда в пучности;

  = с / υ  - коэффициент укорочения волны в вибраторе;

k- волновое число;   

с - скорость света;

υФ - фазовая скорость в антенне.

Ток на входе  антенны

Iа = In  sin kа l (5)

Напряжение в пучности вибратора

Uа = In W (6)

Напряжение на входе антенны ( вибратора )

Uвх = Un сos ka l (7)

Характеристика направленности симметричного вибратора в радиальной плоскости рассчитывается по формуле:

 ; (8)

; (9)

где - угол, отсчитываемый от нормали к оси вибратора.

Для полуволнового вибратора (2l = 0,5)

F() = cos(0,5sin )/cos  (10)

Для волнового вибратора (2l = )

F() = 2cos2 (0,5sin ) / cos  (11)

Характеристика направленности несимметричного вибратора расположенного над идеально проводящей поверхностью и перпендикулярно ей рассчитывается по формуле

; (12)

где - угол, отсчитываемый от проводящей поверхности;

     lв - высота (длина) вибратора.

Действующая длина симметричного вибратора

LД = (2 / k) tg (kl / 2) (13)

Действующая длина (высота) несимметричного вибратора высотой lв c

горизонтальной частью

; (14)

где lэ.г.- эквивалентная длина горизонтальной части, определяется из уравнения

ctg klэ.г.= -Xг  / Wв    (15)

где  Xг - реактивное сопротивление горизонтальной части;

      Wв - волновое сопротивление вертикальной части;

Действующая длина несимметричного вибратора, наклоненного под углом к идеально проводящей поверхности,

Lд=(1 / k ) tg(0.5 k l) sin (16)

                                                                                                                     Таблица 1

Сопротивление излучения отнесенного к току в пучности симметричного и несимметричного вибраторов

l /

0.05  

0.10  

0.15  

0.20  

0.25  

0.30  

0.40  

0.50  

0.60  

0.65

Симметричный,         Rn , Ом

0.2     

3.1         

13    

36

73.1             

120

200

200

121

93

Несимметричный,     Rn , Ом

0.1     

1.55  

6.5        

18

36.5               

60

100

100

60.5  

46.5

Сопротивление излучения несимметричного вибратора относительно короткого вибратора, отнесенное к току на входе,

Rа=1600(Lд / )2 (17)

Волновое сопротивление симметричного вибратора:

W=276lg (l / r)-120    Ом    при     l <=  0.5 (18)

W=276lg ( / r)-68    Ом    при     l >=  0.5 (19)

Волновое сопротивление несимметричного вибратора:

W=138lg (l / r)-60    Ом    при     l <= 0.5 (20)

W=138lg ( / r)-34    Ом    при     l >= 0.5 (21)

Входное сопротивление симметричного  и несимметричного вибраторов  определяется по общей формуле

(22)

Для случаев 0 < l / < 0,4 и 0,55 < l / < 0,7 входное сопротивление относительно тонких вибраторов можно определить по упрощенной формуле:

Rвх= Rn / sin2 kаl - iWctg kal (23)

Вблизи параллельного резонанса, когда  l 0.5,

Rвх=W2/ Rn (24)

Полоса пропускания полуволнового вибратора

f=292 f0/W; (25)

где f0 - резонансная частота.

Относительное укорочение полуволновых вибраторов:

l / l = 2Xв / w ,                                                                                         (26)

где Xв - реактивная составляющая входного сопротивления

Пример1. Определить размеры симметричного полуволнового вибратора    для работы на частоте 50 МГц с полосой 10 МГц.  

Решение.

Длина волны =с / f=3108 / 50106= 6 м.

решая (25) относительно W, имеем

 W =292 f0/f=29250 / 3.1410 = 465 Ом

Решая (18) относительно l / r и используя (26), имеем

         lg (l/r) = (W+120) / 276 = (465+120) / 276 = 2.22

         l / r = 166

         l / l=85 / W = 85 / 3.14 465 = 0.059;

         l = 0.059(0.25) = 0.0590.256000 = 88 мм

          l = 0.25λ - l = 0.256000-88 = 1412 мм

          r = l / (l / r) = 1412 / 166 = 8.5 мм,

примем 2r =18  мм

Пример 2 Определить входное сопротивление  несимметричного вибратора высотой 100 м, диаметром 3 мм.

Решение.

R=75 Ом                       (из лекции)

l / r = 100 / 1.5 = 66.6

Волновое сопротивление

W = 138log( l / r ) - 60              W=138log( 100 / 1.5 )-60 = 109 Ом.

  1.  Варианты индивидуальных заданий

Задание 1. Определить волновое сопротивление, если известны частота, длина плеча и диаметр симметричного вибратора.

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, МГц

140

69.8

5.45

43.5

21.4

100

138

68

5.5

45

l, м

0.5

1.16

16.5

3.8

8.4

0.8

0.5

1.2

16.3

3.85

2r, мм

20

8.3

33

28

6

10

20

8.2

32

28

Задание 2. Определить волновое сопротивление, если известны частота, длина и диаметр несимметричного вибратора.

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, кГц

140

1500

600

500

1000

600

138

610

1010

1510

l, м

250

70

120

180

150

180

241

121

151

71

2r, мм

2

2

2

2

2

2

2.1

2.1

2.1

2.1

Задание 3. Определить КНД симметричного вибратора, если известны длина плеча и длина волны.

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

, м

2.14

4.3

55

1.2

1.3

20

2.1

4.15

50

1.15

l, м

1.5

1.16

16.5

0.5

0.5

7

0.5

1.12

16

0.5

Задание 4.  Определить действующую длину вертикального несимметричного вибратора антенн типа АШ - 2,4; АШ - 4: АШ-10, если длины волн для каждой антенны 10м, 7,5м,  5м.

Содержание отчета:

  1.  Краткие сведения по теме
  2.  Порядок выполнения работы.
  3.  Основные соотношения, расчёты и результаты выполнения индивидуального задания
  4.  Выводы по работе.

Контрольные вопросы

  1.  Каково распределение поля симметричного и несимметричного вибратора в зависимости от длины вибратора и длины волны.

Основные характеристики симметричного и несимметричного вибратора.

При каком отношении l/ диаграмма направленности симметричного вибратора имеет боковые лепестки?

Чему равно Lд симметричного полуволнового вибратора?


PAGE  6


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

51007. Изучение распределения Больцмана 44 KB
  Цель работы: изучение распределения Больцмана определение постоянной Больцмана. Компьютер выдал: Вывод: изучили распределение Больцмана определили постоянную Больцмана.
51009. Методи підвищення технічної експлуатації суднових газотурбонагнетачів 3.04 MB
  Суднові двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ) підрозділяють на поршневі і газотурбінні. Робочим тілом у них є гази, які утворюються при згоранні палива безпосередньо в циліндрах поршневих ДВЗ або спеціальних камерах газових турбін. Якщо теплову енергію, преобразуемую двигуном в механічну, використовують для обертання рушіів (на транспортних судах) або для основних виробничих цілей (на суднах технічного флоту)
51010. Устройство для задания интервалов времени (циклический таймер) 4.16 MB
  Прибор производственно-технического, военного или бытового назначения, в заданный момент времени выдающий определённый сигнал, либо включающий — выключающий какое либо оборудование через своё устройство коммутации электроцепи. Большей частью под таймерами подразумеваются устройства, отмеряющие заданный интервал времени
51011. Биологические истоки морального поведения. Как соотносится этика с другими механизмами регуляции общественных отношений 69 KB
  Охарактеризуйте биологические истоки морального поведения. Мораль способ регулирования отношений. Природа морали ее биологические истоки. Как соотносится этика с другими механизмами регуляции общественных отношений. Утверждение мыслителей. Понятие нормы. Социальные нормы как способ регулирования отношений (формы)...
51013. Українська мова. Усі плани-конспекти уроків. 5 клас. С.А. Омельчук 21.68 MB
  Значення мови в житті суспільства. Іменник. Велика буква і лапки віменниках. Поняття про розмовний, науковий, художній, офіційно-діловий та публіцистичний стилі мовлення. Діалог, його розігрування відповідно до запропонованої ситуації спілкування. Звуки мовлення. Голосні та приголосні звуки. Складні речення із безсполучниковим і сполучниковим звязком. Кома між частинами складного речення...
51014. Трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором и соединением обмоток типа «Звезда» 387.67 KB
  Рассматриваются вопросы устройства, принципа действия, рабочие и механические характеристики асинхронного двигателя. Учебно-методическое пособие предназначено для специалистов в области приборостроения и радиоэлектроники, инженерно-технических и научных работников, занятых разработкой, производством и применением электрических машин, а также студентов специальности «Приборостроения и радиоэлектроники (ПР)».