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

65 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

65076. Укек по письменным источникам XIII – XVIII веков 133 KB
  Самым первым по времени упоминанием об Укеке принято считать сообщение францисканского монаха Гильома де Рубрука. Летом 1253 г. он проезжал через «новый поселок» на берегу Волги, «который татары устроили вперемежку из русских и сарацин, перевозящих послов...
65077. ПРОБЛЕМА ПРАВЛЕНИЯ СУЛТАНА ХАЛИЛА И КАЗАН-ХАНА В РЕКОНСТРУКЦИИ ЧАГАТАЙСКОЙ ИСТОРИИ 30-40-х гг. XIV века 76.5 KB
  Поэтому для исторической реконструкции представляется возможным использовать здесь более доступные данные относимые к более позднему времени правления амиров Казагана Хусейна и Темура а также более раннему периоду правления Чагатаидов дома Дувыхана с последующей...
65078. Повесть о разгроме монголов дербен ойратами 45 KB
  Здесь ничего необычного нет потому что автор произведения писал так как было принято в его время: название сочинения указывать в заключительных строках где в большинстве случаев подчеркивалось что такое-то сочинение закончилось завершено.
65079. К вопросу об интерпретации эпитета ал-Джедид (по материалам городов Улуса Джучи) 32 KB
  Большинство исследователей полагает, что прибавление эпитета означает новый город. Однако существует и другая точка зрения. В.Д.Смирнов считал, что отдельных городов Сарая ал-Джедид, Булгара ал-Джедид и других вовсе не было...
65080. О местоположении Сарая (первой столицы Золотой Орды) 30.5 KB
  Город Сарай был основан Батыем в низовьях Волги в 1250-е гг., окончательное запустение города относится к концу XV в. По всей видимости столица в XIV в. была перенесена (ни одно из средневековых городищ Нижнего Поволжья не существовало столь длительное время - с середины XIII в. до конца XV в.).
65083. Этнонимы народов золотоордынского Поволжья по данным персидских источников XIII - первой половины XV века 52.5 KB
  Обширный Поволжский регион в силу своего выгодного географического положения с давних времен занимал особое место в исторических судьбах Евразии. Являясь связующим звеном между Востоком и Западом, он стал ареной активных межэтнических контактов...