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

43 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

22661. Основні закони випромінювання. Ф-ла Планка 381 KB
  Основні закони випромінювання. Закон СтефанаБольцмана для ачт : M=σT4 де М енергетична густина випромінення σконстанта Стеф. Закон зміщення Віна: Tλmax=b де bconst яка не залежить від темпер. Класичній підхід: ймовірність що енергія моди лежить в проміжку тоді отримуємо формулу РелеяДжинса: ; Планк: тоді: формула Планка З формули Планка можна отримати закон зміщення Віна і М Т4 при Закон Кіргофа: спектральна випромінююча здатність поглинаюча здатність Це відношення не залежить від природи...
22662. Квантування енергії лінійного гармонічного осцилятора 75 KB
  Модель гармонічного осцилятора : частинка коливається навколо положення рівноваги тоді ми можемо розкласти наш потенціал в ряд поблизу положення рівноваги x0=0. Тоді гамільтоніан для такої системи буде Щоб перейти від класичної системи до квантової необхідно від фізичних величин перейти до операторів тоді . Щоб його розвязати необхідно перейти до безрозмірних змінних тоді Розглянемо асимтотики цього рівняння: отримуєм при . Тоді підставляючи цей вираз у рівняння для U і роблячи деякі перетворення можна отримати вираз для...
22663. Явище радіоактивності. Види радіактивного розпаду 27.5 KB
  Види радіактивного розпаду. Ядра що підлягають такому розпаду наз. В процессі розпаду у ядра може змінюватись як атомний номер Z так і масове число A. Фізичною характеристикою розпаду є середній час життя ядер.
22664. γ – випромінювання та ефект Месбауера 46 KB
  γ випромінювання та ефект Месбауера Явище γ випромінювання ядер полягає в тому що ядро випромінює γ квант без зміни А кількість нуклонів та Z кількість протонів. Гама випромінювання виникає за рахунок енергії збудження ядра. Спектр γ випромінювання завжди дискретний через дискретність ядерних рівнів. Особливо інтенсивне γ випромінювання зявляється коли β розпад у високій степені заборонений в основний стан кінцевого ядра і дозволений в один із збуджених станів.
22665. Класифікація ядерних реакцій. Реакція термоядерного синтезу 69 KB
  Ядерна реакція типу: де а А частинки до реакції;b В частинки після реакції;Q енергія що виділилась після реакції екзотермічна реакція вид енерг ендотермічна реакція погл енерг пружне розсіяння . Реакції описуються за даними диференціального перерізу розсіяння в елемент тілесного кута : і інтегрального перерізу : . Можна виділити пружні і непружні реакції Складне compound ядро коли реакція йде у дві стадії: спочатку утворюється складне ядро С воно повинно жити досить довго по ядерним масштабам і яке потім...
22666. Ланцюгова реакція поділу ядер. Принцип роботи ядерних реакторів 161 KB
  Ланцюгова реакція ділення відбувається в середовищі в якій відбувається розмноження нейтронів також відбувається сповільнення дифузія поглинання таке середовище має назву активна зона. Важливою фізичною величиною характеризуючою інтенсивність розмноження нейтронів являється коефіцієнт К розмноження нейтронів в середовищі. Кчисло утворившихся в одному акті поділу нейтронів що потім беруть участь в наступних реакціях поділу ядер. Він залежить від процесу уповільнення нейтронів та процесу дифузії які визначають пройденний шлях...
22667. Загальні принципи систематики субядерних частинок і їх взаємодії 28 KB
  В природі існує чотири фундаментальні взаємодії: сильна електромагнітна слабка та гравітаційна найслабша. Кожна взаємодія має свій квант який є переносчиком взаємодії. На даний момент відкритим лишається питання про квант передачі гравітаційної взаємодії так звану гіпотетичну частинку гравітон.
22668. Методи визначення числа Авогадро (досліди Перрена) 38 KB
  Методи визначення числа Авогадро досліди Перрена 1ий метод Перрена: досліджував броунівський рух частинок усі частинки зважені в рідині знаходяться в постійному хаотичному русі. В неї не входить миттєва швидкість броунівської частинки яку поміряти неможливо. Замість неї входить довжина прямолінійного відрізка що зєднує положення частинки у два різні моменти часу: x2 = 2kTBt де k стала Больцмана В рухливість частинки де η коефіцієнт внутрішнього тертя а α радіус частинки частинка має форму кульки наближено. Перрен...
22669. Совершенствование процедуры аттестации госслужащих МКУ ЦБ МУО Орджоникидзевского района город Уфа 1.59 MB
  Аттестация государственных служащих декларируется современным законодательством в качестве обязательной нормы для определения уровня профессиональной подготовки и соответствия государственного служащего занимаемой должности государственной службы, а также для решения вопроса о присвоении ему квалификационного разряда.