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

45 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

64888. ОСОБЛИВОСТІ ПРИРОДНОГО ВІДТВОРЕННЯ КОРІННИХ ДЕРЕВОСТАНІВ У ГРАБОВИХ ДІБРОВАХ ЗАХІДНОГО РЕГІОНУ УКРАЇНИ 514 KB
  Висока цінність деревини дуба приуроченість дубових лісостанів до високопродуктивних ґрунтів зумовили суттєве зменшення їх площі. Значної актуальності ця проблема набуває в період сучасного поступового потепління зростання сухості клімату та динамічного розширення площ...
64889. ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ТЕХНІЧНОГО ДІАГНОСТУВАННЯ БУРИЛЬНИХ ТРУБ В ПРОЦЕСІ ЇХ ЕКСПЛУАТАЦІЇ 625.5 KB
  Технічне діагностування ТД труб нафтогазового сортаменту як один із ефективних засобів забезпечення їх експлуатаційної надійності є невідємною складовою частиною технології спорудження й експлуатації глибоких свердловин на нафту і газ.
64890. Теоретичні основи та агроекологічне обґрунтування заходів оптимізації продукційних процесів рослин у зрошуваних агрофітоценозах Південного Степу України 1.72 MB
  Формування продуктивності зрошуваних агрофітоценозів є складним багатофакторним процесом, оскільки залежить від природних (температура і вологість повітря, кількість атмосферних опадів, фотосинтетично активна радіація та ін.) й агротехнологічних...
64891. МЕТОДИКА ФОРМУВАННЯ ПІЗНАВАЛЬНОЇ САМОСТІЙНОСТІ СТУДЕНТІВ АГРОТЕХНІЧНОГО КОЛЕДЖУ У ПРОЦЕСІ ВИВЧЕННЯ ЗАГАЛЬНОТЕХНІЧНИХ ДИСЦИПЛІН 168 KB
  Це неможливо без змін у формуванні пізнавальної самостійності студентів без суттєвих змін змістового організаційного і методичного забезпечення навчального процесу. Проведений аналіз наукової літератури засвідчив що дослідження різних аспектів самостійної навчальної...
64892. МЕТОДИ ПІДТРИМКИ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ НА ОСНОВІ ОРДИНАЛЬНИХ ОЦІНОК З УРАХУВАННЯМ ДОСВІДУ 383 KB
  Експертне оцінювання обєктів альтернатив застосовується в найрізноманітніших галузях людської діяльності. Потреба у експертному відборі найкращого за низкою критеріїв обєкту альтернативи виникає у випадках коли задача прийняття рішення є слабко структурованою...
64893. ПСИХОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ РОЗУМІННЯ ІНШОМОВНОГО НАУКОВОГО ТЕКСТУ СТУДЕНТАМИ ГУМАНІТАРНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ 212.5 KB
  Особлива увага приділяється інтерпретації символів іншомовного наукового тексту як складника професійного становлення спеціалістів. Зміст тексту може бути передано як у усній так і письмовій формах. Для подальшого розуміння проблеми інтерпретації наукового іншомовного тексту вагомим є вивчення питання...
64894. МОРФО-ФІЗІОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ТА ПРОДУКТИВНІСТЬ МОЛОЧНОЇ ХУДОБИ РІЗНИХ ПОРІД В УМОВАХ ПРИАЗОВ’Я 10.02 MB
  Для проведення науково-господарського досліду сформували три дослідні групи першу з яких укомплектували тваринами місцевої селекції червоної степової породи; а другу і третю імпортними тваринами: червоної литовської породи та чорнорябої литовської породи.
64895. УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДІВ КОНТРОЛЮ ПОКАЗНИКІВ ЯКОСТІ У ТЕХНОЛОГІЇ ПРИРОДНИХ ТА МОДИФІКОВАНИХ ЖИРІВ 329 KB
  Визначена мета обумовила вирішення наступних наукових задач: систематизувати теоретичні та прикладні аспекти визначення показників складу і якості та методів контролю в технології натуральних і модифікованих жирів...
64896. Оптимізація елементів технології вирощування топінамбура в заплавах степової зони Причорномор’я 246 KB
  З умов вирощування топінамбура практично не розроблені наступні питання: продуктивність культури залежно від ґрунтової родючості оптимальні строки збирання надземної маси і бульб у зв'язку з напрямком використання по застосуванню добрив рекомендації...